一种三维石墨烯/石墨相碳化氮的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于水热法的三维石墨烯/石墨相碳化氮的一步制备方法。该材料的制备通过采用超声法将氧化石墨烯（GO）和石墨相碳化氮（g‑C3N4）混合后，进行水热反应，在反应过程中GO被还原的同时与g‑C3N4组装成水凝胶柱，之后经过冷冻干燥，得到三维石墨烯/g‑C3N4。本发明专利技术涉及中的操作简单，绿色环保，成本低，工艺条件易于实现，所制备的三维石墨烯/g‑C3N4的复合材料具有取向程度较高的孔隙结构；此外，该复合材料具有较高的比电容，在超级电容器方面具有潜在的应用价值。

Preparation and application of a three-dimensional graphene / graphite carbide nitrogen

The present invention discloses a one-step preparation method of three dimensional graphene / graphite carbide nitrogen based on hydrothermal method. The materials were prepared by using ultrasonic method, graphene oxide (GO) and graphite phase carbon nitride (g C3N4) after mixed hydrothermal reaction in the reaction process, GO was reduced at the same time with G C3N4 assembled into hydrogel column after freeze-drying, three-dimensional graphene / g C3N4. The present invention relates to the green environmental protection, simple operation, low cost, easy realization of process conditions, the pore structure of composite material prepared by three-dimensional graphene /g C3N4 has a higher degree of orientation; in addition, the composite material has high specific capacitance, has potential application value in the super capacitor.

【技术实现步骤摘要】
一种三维石墨烯/石墨相碳化氮的制备方法及应用
本专利技术属于无机纳米材料制备
，特别涉及一种三维石墨烯/石墨相碳化氮的制备方法及应用。
技术介绍
超级电容器作为一种新兴的储能器件，凭借其超高的功率密度和良好的循环寿命等优势在绿色能源中表现出巨大的应用潜力，引起了研究者的广泛关注。其中，电极材料是影响超级电容器电化学性能的关键因素，而石墨烯作为一种新型的碳材料，依靠高导电性、高理论比表面积、优异的机械性能等特点在超级电容器应用中表现出优异的电化学特性。石墨烯材料可以通过π-π键自组装成具有微观三维网络结构的宏观石墨烯块体，并可直接用作超级电容器的电极材料而无需粘结剂及导电剂，提高了活性物质所占的比例，简化了组装步骤。然而，石墨烯较低的比电容限制其进一步的发展。g-C3N4拥有类似石墨烯的sp2二维结构，并且具有丰富的氮原子和缺陷，赋予了其较高的电化学活性，近年来在催化、能源等方面都都到了广泛的关注。如能将g-C3N4与石墨烯复合，利用二者的协同作用增强复合材料的电化学性能，将是一个值得探索和研究的新领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维石墨烯/石墨相碳化氮的制备方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维石墨烯/石墨相碳化氮的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯在去离子水中按照一定比例配置成氧化石墨烯溶液，浓度为1‑3 mg/mL；（2）将g‑C3N4加入到步骤（1）中的氧化石墨烯溶液中，之后采用低温超声法将混合物分散均匀，形成混合溶液，g‑C3N4与氧化石墨烯的质量比为：1:4‑1:10；（3）将步骤（2）所述混合溶液转移至水热反应釜中，在鼓风干燥箱内于150‑200℃烘箱内反应10‑20 h，得到石墨烯/g‑C3N4；（4）用去离子水反复清洗步骤（3）所得产物，冷冻干燥，冷冻干燥温度为‑40℃，冷冻干燥时间为24h。

【技术特征摘要】
1.一种三维石墨烯/石墨相碳化氮的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯在去离子水中按照一定比例配置成氧化石墨烯溶液，浓度为1-3mg/mL；（2）将g-C3N4加入到步骤（1）中的氧化石墨烯溶液中，之后采用低温超声法将混合物分散均匀，形成混合溶液，g-C3N4与氧化石墨烯的质量比为：1:4-1:10；（3）将步骤（2）所述混合溶液转移至水热反应釜中，在鼓风干燥箱内于150-200℃烘箱内反应10-20h，得到石墨烯/g-C3N4；（4）用去离子水反复清洗步骤（3）所得产物，冷冻干燥，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓敏，田真，李慧君，窦湟琳，章海霞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14