一种硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯及其制备方法与应用，该掺杂石墨烯中掺杂有硫和氮，且负载有过渡金属。该掺杂石墨烯的制备方法包括以下步骤：1）将石墨烯或石墨氧化物、过渡金属化合物、含氮化合物和含硫化合物加入溶剂中，充分混合均匀，再干燥、研磨，得到固体粉末；2）将步骤1）的固体粉末置于真空或惰性气体中，以3～10℃/min的升温速率升温至350～1200℃，保温0.5～6小时，再以3～10℃/min的降温速率降温至室温。本发明专利技术的硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯具有优异的催化性能，制备方法简单，使用的原材料均无毒，对环境友好，易推广使用，可广泛用于锂原电池、锂离子电池、燃料电池、太阳能电池、超级电容器等领域。

Sulfur, nitrogen and transition metal doped graphene and preparation method and application thereof

The invention discloses a sulfur, nitrogen and transition metal doped graphene and a preparation method and an application thereof, wherein the doped graphene is doped with sulfur and nitrogen and is loaded with transition metal. The preparation method of doped graphene comprises the following steps: 1) the graphene or graphene oxide and transition metal compounds, nitrogen compounds and sulfur compounds added to the solvent, fully mixed, and then drying, grinding, solid powder; 2) step 1) solid powder in vacuum or inert gas, to 3 to 10 DEG /min heating rate of heating to 350 to 1200 DEG C, holding 0.5 to 6 hours, and then to 3 to 10 DEG C, cooling rate of /min cooling to room temperature. The invention of sulfur, nitrogen, transition metal doped graphene has excellent catalytic properties, simple preparation method, the raw materials used are non-toxic, environmentally friendly, easy to use, can be widely used in the field of primary lithium battery, lithium ion battery, fuel battery, solar battery, super capacitor.

【技术实现步骤摘要】
一种硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯及其制备方法与应用，属于电化学

技术介绍
石墨烯，又叫做单原子层石墨，是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，其比表面积大，柔韧性好，导电导热性能优异，在电子学、传感器、超级电容器和电池等领域有着巨大的应用前景。实验表明：氮、硼、硫、磷和卤族元素等杂原子的掺杂还能够进一步调节和改变石墨烯的电学性能和化学稳定性。专利CN102738476A公开了一种氮掺杂石墨烯载过渡金属阴极，将其用在硼氢化钠燃料电池中，电池的发电性能得到显著提高。专利CN104409706A公开了一种二硫化钼/硫、氮掺杂石墨烯纳米片，通过将二硫化钼和石墨烯复合，可以减小石墨烯的粒径。然而，上述两项专利中的杂原子掺杂石墨烯在制备过程中往往需要采用气态的杂原子源（涉及有刺激性气味和腐蚀性的氨气、二氧化硫等气体）和甲烷、氢气等易燃易爆气体，容易对环境造成污染，且对设备的耐腐蚀性要求比较高。因此，有必要开发一种简单、绿色的合成杂原子掺杂石墨烯催化剂的方法。本专利技术发现，石墨烯在进行杂原子掺杂后，会形成多孔位体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯，其特征在于：所述的石墨烯中掺杂有硫和氮，且负载有过渡金属。

【技术特征摘要】
1.一种硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯，其特征在于：所述的石墨烯中掺杂有硫和氮，且负载有过渡金属。2.根据权利要求1所述的硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯，其特征在于：所述的过渡金属为Co、Ni、Mn、Zn、Ti、Fe、Cu中的至少一种。3.权利要求1或2所述的硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将石墨烯或石墨氧化物、过渡金属化合物、含氮化合物和含硫化合物加入溶剂中，充分混合均匀，再干燥、研磨，得到固体粉末；2）将步骤1）的固体粉末置于真空或惰性气体中，以3～10℃/min的升温速率升温至350～1200℃，保温0.5～6小时，再以3～10℃/min的降温速率降温至室温，得到硫、氮、过渡金属掺杂石墨烯。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的石墨烯或石墨氧化物、过渡金属化合物、含氮化合物、含硫化合物的质量比为1：0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁中直，钟秀文，赖彩婷，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44