[发明专利]氮掺杂石墨烯的制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将氧化石墨与尿素混合，得到混合物；

将所述混合物置于惰性气体与氨气的混合气体氛围下，以5～15℃/分钟的升温速率加热至800～1100℃，保温0.5～2小时，冷却至室温；及

将反应后的混合物依次用盐酸和去离子水洗涤，干燥，得到氮掺杂石墨烯。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨采用如下方法制得：

将石墨加入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，在冰水混合浴中搅拌，之后再往混合溶液中加入高锰酸钾，对石墨进行氧化，接着将混合溶液加热至70～95℃保温，对石墨进一步进行氧化，最后加入过氧化氢除去高锰酸钾，抽滤，用稀盐酸和去离子水对固体物进行反复洗涤，干燥，得到氧化石墨。

3.根据权利要求2所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：所述浓硫酸与浓硝酸的体积比为90～95∶20～30。

4.根据权利要求2所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：所述石墨和高锰酸钾的质量比为1∶3～10。

5.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：所述石墨为纯度为99.5％的石墨。

6.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：将所述氧化石墨与尿素混合的步骤为：将尿素完全溶解到去离子水中，然后按照氧化石墨∶尿素等于1∶1～1∶4的质量比加入氧化石墨，充分搅拌至混合均匀，然后在50～100℃的温度下干燥8～24小时。

7.根据权利要求6所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：所述尿素在去离子水中的浓度为0.25～0.5g/ml。

8.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：所述惰性气体的流量为5～20ml/分钟，所述氨气的流量为20～40ml/分钟。

9.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气。

10.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：将反应后的混合物依次用盐酸和去离子水洗涤，干燥的步骤为：将反应后的混合物置于质量分数为3～5％的盐酸溶液中，搅拌、抽滤，重复两次，然后将所得产物置于去离子水中，搅拌、抽滤，最后将固体产物置于80～120℃烘箱中干燥10～15小时。