[发明专利]一种制备氮掺杂石墨烯的新方法

权利要求书

1.一种制备氮掺杂石墨烯的方法，其特征在于，将含氮有机配体经镍‐催化Yamamoto偶联反应制备含氮有机聚合物材料，再在无氧条件下经碳化得到氮掺杂石墨烯。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，选用含氮的有机化合物作为有机配体，含氮的有机化合物结构式如下：

上述四种结构式分别由三部分组成，即中心部位R，R’，R”，R”’；内环基团R₁，R₂，R₃，R₄；外环基团X；

中心部位：R为NH或CH₂；

R’可以为苯环氮N，三嗪吡啶吡嗪哒嗪嘧啶中的一种；

R”为碳C、硅Si或卟啉

R”’为金刚烷结构、碳C、硅Si或锗Ge；

内环基团R₁、R₂、R₃、R₄可以是以下环类物质的一种：

外环基团X为卤素‐F、‐Cl、‐Br、‐I；

在组成上述有机配体结构式时，三部分至少必须有一部分为含氮类基团。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，镍‐催化Yamamoto偶联反应制备含氮有机聚合物材料的方法：

将催化剂双（1，5-环辛二烯）镍和2，2′‐联吡啶在无水无氧条件下溶解于N,N’-二甲基甲酰胺中，加入1，5‐环辛二烯，搅拌均匀，加入含氮有机配体中的的任何一种或多种反应，向反应后的溶液中加入浓盐酸，搅拌、过滤、洗涤、干燥即得含氮有机聚合物材料。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，催化剂与2，2′‐联吡啶/1，5‐环辛二烯/有机配体的摩尔比范围为1:1:1:0.1至1:1:1:10。

5.按照权利要求3的方法，其特征在于，当有机配体和催化剂充分溶解后，反应条件为-196.15-200℃下反应1-48小时。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，碳化的过程为：

将得到的含氮有机聚合物置于管式炉中，在无氧气氛条件下，从室温以1‐20℃/min速率升到（100‐500）℃中的某一值，在该温度下保温1‐5h，然后以1‐20℃/min速率加热到碳化终温（300‐1500）℃之间的某一值，保温30min‐5h，自然冷却至室温，即可得到氮掺杂石墨烯粉体材料。

7.按照权利要求6的方法，所述的无氧气氛条件为，先抽真空，然后通入惰性气体。

8.按照权利要求7的方法，惰性气体为氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气或氡气。

9.按照权利要求1‐8所述的任一方法得到的氮掺杂石墨烯。