石墨烯氮原子替位掺杂方法及制备的石墨烯和该方法在提高石墨烯质量比电容中的应用

摘要

本发明公开一种提高石墨烯材料质量比电容的方法，在保持石墨烯高比表面积和单层结构的情况下，通过氮原子在石墨烯体内进行替位掺杂，改变石墨烯的电子能带结构，增加电子态密度和载流子浓度，具体步骤为：在对石墨烯活化处理的同时进行高温还原反应，一步完成石墨烯的氮原子替位掺杂。采用本发明所得氮掺杂石墨烯含氮量高、比表面积大、比电容高，本发明提供的方法过程简单，氮含量稳定、环保且产率高。

主权项

一种石墨烯氮原子替位掺杂的方法，其特征在于：在对石墨烯活化处理的同时进行高温还原反应，一步完成石墨烯的氮原子替位掺杂，具体操作如下：a.前处理：将氧化石墨烯与活化剂混合，充分搅拌，干燥；b.活化同时还原：将氧化石墨烯与活化剂的混合物放入高温反应炉中，抽去炉内空气后，向高温反应炉内通入惰性气体进行保护，升温至500‑1500℃，然后通入含氮反应气体，所述含氮反应气体为氨气，通入含氮反应气体的流量为20‑100cm³/min，恒温反应5min以上，所述高温反应炉采用真空管式炉；c.后处理：高温还原反应结束后，在惰性气体保护下降至室温，洗涤、干燥，得到氮原子替位掺杂的石墨烯。