一种易分散氮掺杂石墨烯粉末的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种易分散氮掺杂石墨烯粉末的制备方法。在氧化石墨烯溶液中加入含胺基的有机小分子，使其与氧化石墨烯表面含氧官能团反应，将胺基小分子接枝于氧化石墨烯表面；然后加入聚合助剂将胺基小分子固化于氧化石墨烯表面，经过滤、烘干后得到氮元素掺杂的氧化石墨烯粉末前驱体；该粉末经高温处理即可得到具有高电导率、高比表面积的单层易分散氮掺杂石墨烯粉末产品。通过聚合修饰技术可有效抑制单层石墨烯层与层之间的团聚效应，并便于过滤分离和洗涤，适合于工业化生产。所得氮掺杂石墨烯产品氮元素含量为3～15％wt，电导率500～1000S/m，比表面积200～500m2/g，并易分散于水或有机溶剂中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石墨烯材料制备，尤其涉及一种氮掺杂石墨烯的制备技术及所获得的氮掺杂石墨烯粉末产品。
技术介绍
石墨烯作为一种新型的二维材料，是由sp2杂化碳原子以蜂巢的结构形式组成的单层碳原子层。这种独特的结构使石墨烯具有优异的物理和化学性质，比如高的电导率和热传导率，大比表面积，高透明度，化学惰性和优异的机械强度，使其在使电子器件，柔性显示器，太阳能电池，催化剂和储能材料等多种领域具有极大的应用价值。对石墨烯表面进行氮原子掺杂不仅可以使石墨烯的能带结构发生调整，拓宽了石墨烯的应用范围，而且可使其性能获得相应的提升。氮元素的掺杂会影响临近碳原子的电子分布，从而在石墨烯表面构成活性位点，这种活性位点可作为催化位点参与到某些反应中，比如氧还原反应，这使得其在燃料电池和锂空气电池领域具有极大的应用潜力；氮元素的掺杂可在石墨烯表面形成较多的缺陷和悬挂键，有利于石墨烯表面的修饰及材料的复合。另外，应用于超级电容器器件中，这些缺陷或悬挂键可产生赝电容，有利于材料能量密度的提升。因此，氮掺<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种易分散氮掺杂石墨烯粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将含胺基的有机小分子加入到氧化石墨烯溶液中并搅拌；步骤2：将混合物升温至40～90℃，并加入聚合反应所需助剂，保温2～24h；步骤3：待保温结束后将溶液过滤、并将所得粉末烘干得到膨松的氮修饰氧化石墨烯粉末前驱体；步骤4：将步骤3所得粉末前驱体置于惰性气氛下升温至500～1500℃煅烧，并保温1～5h，得到黑色或黑灰色的氮掺杂石墨烯粉末。

【技术特征摘要】
2014.12.08 CN 201410734810X1.一种易分散氮掺杂石墨烯粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将含胺基的有机小分子加入到氧化石墨烯溶液中并搅拌；
步骤2：将混合物升温至40～90℃，并加入聚合反应所需助剂，保温2～24h；
步骤3：待保温结束后将溶液过滤、并将所得粉末烘干得到膨松的氮修饰氧化石墨烯
粉末前驱体；
步骤4：将步骤3所得粉末前驱体置于惰性气氛下升温至500～1500℃煅烧，并保温
1～5h，得到黑色或黑灰色的氮掺杂石墨烯粉末。
2.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯粉末制备方法，其特征在于，步骤1中，所述含
胺基的有机小分子为苯胺、吡咯、尿素、缩二脲、乙二胺、氰胺、三聚氰胺、己二胺、
咪唑中至少一种。
3.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯粉末制备方法，其特征在于，步骤1中，所述含
胺基的有机小分子与氧化石墨烯的质量比为2∶1～6∶1。
4.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯粉末制备方法，其特征在于，步骤1中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志凯，瞿美臻，周固民，张焕，葛武杰，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51