[发明专利]氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料，其特征在于所述复合材料由基体材料氮掺杂石墨烯、铁酸镍及聚苯胺组成，其中，氮掺杂石墨烯与铁酸镍与聚苯胺的质量比为1:1:1～1:10:22，所述的基体材料氮掺杂石墨烯中氮元素的含量为1～2%。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料，其特征在于所述复合材料由以下步骤制备：

第一步：将氧化石墨在水中进行超声分散，得到分散均匀的氧化石墨烯溶液；

第二步：将硝酸铁和硝酸镍加入到上述分散均匀的溶液中，并搅拌致其完全溶解；

第三步：将尿素加入到第三步所得到混合体系中，再次搅拌，使其分散均匀，其中，尿素与氧化石墨的质量比为100:1～200:1；

第四步：将上述混合均匀的混合溶液转移至三口烧瓶中，在100～200℃下进行油浴反应；

第五步：将所得到的产物进行离心分离，并多次洗涤，获得氮掺杂石墨烯/铁酸镍纳米复合材料，并将氮掺杂石墨烯/铁酸镍纳米复合材料的重新分散在去离子水中；

第六步：于冰浴条件下，将苯胺单体加入到上述分散好的溶液中，并持续搅拌苯胺单体与氮掺杂石墨烯/铁酸镍充分混合；

第七步：将掺杂酸和引发剂加入到上述混匀的混合液中，于冰浴条件下反应一段时间；

第八步：将所得到的产物离心分离，洗涤，干燥后得到氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料。

3.一种氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：将氧化石墨在水中进行超声分散，得到分散均匀的氧化石墨烯溶液；

第二步：将硝酸铁和硝酸镍加入到上述分散均匀的溶液中，并搅拌致其完全溶解；

第三步：将尿素加入到第三步所得到混合体系中，再次搅拌，使其分散均匀，其中，尿素与氧化石墨的质量比为100:1～200:1；

第四步：将上述混合均匀的混合溶液转移至三口烧瓶中，在100～200℃下进行油浴反应；

第五步：将所得到的产物进行离心分离，并多次洗涤，获得氮掺杂石墨烯/铁酸镍纳米复合材料，并将氮掺杂石墨烯/铁酸镍纳米复合材料的重新分散在去离子水中；

第六步：于冰浴条件下，将苯胺单体加入到上述分散好的溶液中，并持续搅拌苯胺单体与氮掺杂石墨烯/铁酸镍充分混合；

第七步：将掺杂酸和引发剂加入到上述混匀的混合液中，于冰浴条件下反应一段时间；

第八步：将所得到的产物离心分离，洗涤，干燥后得到氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料。

4.根据权利要求3所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的超声分散时间为2～4h。

5.根据权利要求3所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的氧化石墨与铁酸镍的质量比为1:1～1:10，硝酸铁和硝酸镍的摩尔比为2:1，搅拌分散时间为10～30min。

6.根据权利要求3所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的搅拌时间为30～90min。

7.根据权利要求3所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中所述的油浴反应时间为12～18h。

8.根据权利要求3所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤五中所述的超声分散时间为2～4h。

9.根据权利要求3所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤六中所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍与苯胺的质量比为2:1～1:2，搅拌时间为1～2h。

10.根据权利要求3所述的氮掺杂石墨烯/铁酸镍/聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤七中所述的掺杂酸为盐酸或硫酸，引发剂为过硫酸铵或者氯化铁，苯胺与掺杂酸与引发剂的摩尔比为1:1:1，冰浴反应时间为8～20h。