一种氮掺杂定向石墨烯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氮掺杂定向石墨烯的制备方法，包括以下步骤：(1)将氨水加入到氧化石墨烯溶液中，进行水热反应，将氧化石墨烯还原成石墨烯，同时氨水中的氮掺杂到石墨烯中；(2)对步骤(1)的反应产物进行定向抽真空处理，水在抽真空状态下汽化后被定向抽出，掺杂有氮的石墨烯在定向抽真空及水脱离的冲击力下，进行定向排列，得到氮掺杂定向石墨烯。与现有技术相比，本发明专利技术将氧化石墨烯的还原与氮掺杂两个不同的工艺利用水热法同时完成，具有操作简便、安全无污染，原料及设备投资少等优点。其次，本方法首次借助定向抽真空产生的冲击力，对氮掺杂的石墨烯进行定向排列，制备得到了稳定性好、比表面积大且利用率高的氮掺杂定向石墨烯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于石墨烯纳米材料领域。
技术介绍
随着经济快速地发展与人口数量的急剧增加，能源和资源显得日渐短缺，因此，人 类将注意力投向于高效率、可循环利用的新能源。超级电容器是一种介于传统电容器和充 电电池之间的新型储能装置，其容量可达几百至上千法拉。同传统的电容器和二次电池相 t匕，超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高，并具有充放电速度快、效率高、对环境无 污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。超级电容器由于其卓越的性能被视 为本世纪最有希望的新型绿色能源。目前，超级电容器电极材料的研究主要集中在具有高 比表面积、内阻较小的多孔碳材料等方面。石墨烯又称单层石墨，是一种由碳原子按正六边 形紧密排列成蜂窝状晶格的单层二维平面结构，它具有高的比表面积、极好的导电性，是超 级电容器的理想电极材料。但是单独依靠网状石墨烯片作为储能电极材料，仍然不能达到 很好的储能效果，可以进一步通过化学腐蚀或者掺杂来提高其电容性能。 在大量掺杂剂中，N原子含有5个价电子可以与C原子形成强烈的共价键，而且N 原子和C原子半径相近。因此，N原子比较容易掺杂到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮掺杂定向石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氨水加入到氧化石墨烯溶液中，进行水热反应，将氧化石墨烯还原成石墨烯，同时氨水中的氮掺杂到石墨烯中；(2)对步骤(1)的反应产物进行定向抽真空处理，水在抽真空状态下汽化后被定向抽出，掺杂有氮的石墨烯在定向抽真空及水脱离的冲击力下，进行定向排列，得到氮掺杂定向石墨烯。

【技术特征摘要】
1. 一种氮掺杂定向石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将氨水加入到氧化石墨烯溶液中，进行水热反应，将氧化石墨烯还原成石墨烯，同 时氨水中的氮掺杂到石墨烯中； (2) 对步骤（1)的反应产物进行定向抽真空处理，水在抽真空状态下汽化后被定向抽 出，掺杂有氮的石墨烯在定向抽真空及水脱离的冲击力下，进行定向排列，得到氮掺杂定向 石墨烯。2. 根据权利要求1所述的一种氮掺杂定向石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的水 热反应的温度为150°C?200°C，水热反应的时间为3h?24h。3. 根据权利要求1所述的一种氮掺杂定向石墨烯的制备方法，其特征在于，氨水中氨 与氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量比为100 : 1?5 : 1。4. 根据权利要求1所述的一种氮掺杂定向石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的氧 化石墨烯溶液的浓度为0. 5mg/ml?4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东，刘艳云，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31