一种制备氮掺杂三维石墨烯的简便方法

摘要

一种用可溶解的聚（2,5‑苯并咪唑）（ABPBI）溶液在模板剂纳米SiO₂作用下制备三维氮掺杂石墨烯的简便方法。ABPBI高分子链是由芳香性的刚性苯并咪唑组成，且分子中含有富含氮元素的咪唑环和端氨基，氩气保护下热解，易形成氮掺杂石墨烯结构。具体制备工艺为：ABPBI溶液与一定粒径的纳米SiO₂按照一定比例混合均匀，搅拌下蒸干、研细，在氩气保护下高温热解、去除模板等工艺制备三维氮掺杂石墨烯。要求：ABPBI黏均分子量1~3万；SiO₂粒径为5~50nm二者的质量比为3:1~1:3；热解温度为600~1200℃，热解2~3h，用稀氢氟酸洗涤3次，去离子水洗涤3次。制备d的三维氮掺杂石墨烯用于氧还原催化剂、氧析出催化剂，用于燃料电池、金属空气电池和超级电容器等电化学能源存储与转换器件。

主权项

一种制备三维氮掺杂石墨烯的方法，其特征在于：用可溶解的聚2,5‑苯并咪唑 （ABPBI）溶液与模板剂纳米SiO₂混合均匀，蒸干，在氩气保护下，热解、去除模板剂等工艺制备三维氮掺杂石墨烯；ABPBI是可溶性的，其高分子链是由芳香性的刚性苯并咪唑组成，且分子中含有富含氮元素的咪唑环和端氨基，氩气保护下热解，易形成氮掺杂石墨烯结构，分子中的羧基热解时脱酸起到造孔作用； ABPBI溶液与不同粒径SiO₂模板剂采用不同质量比混合、搅拌、蒸出溶剂、真空干燥、研磨，在高温炉内，氩气保护下热解2h，待冷却后，取出，用稀氢氟酸洗涤（去除模板剂）和活化工艺制备得到的三维氮掺杂石墨烯。