掺氮石墨烯材料及其制备方法、掺氮石墨烯电极和电化学电容器技术

本发明专利技术公开了一种掺氮石墨烯材料的制备方法，包括：取氧化石墨，按固液比1g：10~100mL的比例加入到熔融的离子液体中，加入掺氮剂，于1000～2000W的微波炉内处理10～300分钟，得到混合液；将所述混合液置于离心机中，以1000～5000转/分钟的速度离心1～30分钟，倒出离子液体，得到掺氮石墨烯材料。本发明专利技术还提供了采用该方法制得的掺氮石墨烯材料、包含该掺氮石墨烯材料的电极及其制备方法以及电化学电容器。本发明专利技术将氧化石墨置于离子液体中，加入掺氮剂，然后进行微波剥离与还原，从而在不破坏石墨烯的结构的前提下，制得分散性好、电导率高、比容量大的掺氮石墨烯材料。

【技术实现步骤摘要】
掺氮石墨烯材料及其制备方法、掺氮石墨烯电极和电化学电容器
本专利技术涉及石墨烯材料合成领域，尤其是一种掺氮石墨烯材料及其制备方法、掺氮石墨烯电极和电化学电容器。
技术介绍
石墨烯是2004年英国曼彻斯特大学的安德烈.K.海姆(Andre K.Geim)等发现的一种二维碳原子晶体，并获得2010年物理诺贝尔奖。由于其独特的结构和良好的光电性质，石墨烯目前已成为碳材料、纳米技术和功能材料等领域的研究热点之一。目前制备石墨烯材料的方法主要是氧化还原法，但在制备过程中，石墨烯的片层结构极易被破坏，严重影响了其导电、导热性能；另外单一的石墨烯材料作为电极材料，也存在石墨烯之间团聚、t匕表面积降低等缺陷，大大降低了石墨烯电极材料的比容量和电导率。近年来，有研究采用超声波的方法制备了石墨烯-离子液体复合材料，有效解决了石墨烯结构破坏与团聚问题，但由于离子液体的存在，该复合材料的电导率较低、比容量较小。电化学电容器是一种介于电容器和电池之间的新型储能器件。与传统的电容器相t匕，电化学电容器具有更高的比容量。近年来，随着电化学电容器的发展，逐渐出现了以石墨烯为电极材料的电化学电容器。然而由于石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺氮石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括：取氧化石墨，按固液比1g：10~100mL的比例加入到熔融的离子液体中，加入掺氮剂，于1000～2000W的微波炉内处理10～300分钟，得到混合液；将所述混合液置于离心机中，以1000～5000转/分钟的速度离心1～30分钟，倒出离子液体，得到掺氮石墨烯材料，所述掺氮石墨烯材料包括掺氮石墨烯与离子液体。

【技术特征摘要】
1.一种掺氮石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括: 取氧化石墨，按固液比Ig =IO^lOOmL的比例加入到熔融的离子液体中，加入掺氮剂，于1000~2000W的微波炉内处理10~300分钟，得到混合液； 将所述混合液置于离心机中，以1000~5000转/分钟的速度离心I~30分钟，倒出离子液体，得到掺氮石墨烯材料，所述掺氮石墨烯材料包括掺氮石墨烯与离子液体。2.如权利要求1所述的掺氮石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨采用如下步骤制得:按质量比1:3取石墨与高锰酸钾加入0°C的浓硫酸中形成混合液，将混合液的温度保持在(T10°C搅拌2小时；然后将混合液置于室温水浴条件下搅拌24小时，再于冰浴条件下加入去离子水；15分钟后向混合液中加入过氧化氢除去高锰酸钾，抽滤，最后用稀盐酸对抽滤得到的固体物进行洗涤与抽滤，直至滤液呈中性；干燥固体物，得到氧化石墨；所述石墨与浓硫酸的固液比为Ig:23mL,所述石墨与去离子水的固液比为Ig:387mL,所述高锰酸钾与过氧化氢的固液比为1:25mL。3.如权利要求2所述的掺氮石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述石墨为天然磷片石墨、人造石墨和膨胀石墨中的任意一种。4.如权利要求1所述的掺氮石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述离子液体为凝胶状或凝固状的离子液体；所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑碘盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1,2-二乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1,2-二甲基-3-乙基咪唑溴盐、1,2-二甲基-3-乙基咪唑氯盐和1，2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王要兵，袁新生，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44