一种氮原子掺杂石墨烯纳米卷的制备方法

摘要

一种氮原子掺杂石墨烯纳米卷的制备方法，属于碳纳米材料技术领域。本发明提供了一种氮原子掺杂石墨烯纳米卷的制备方法，以双层石墨烯或多层石墨烯为原料，将石墨烯分散液与氮源饱和溶液混合，经微波加热、离心分离和干燥，制备出氮原子掺杂的石墨烯纳米卷。本发明方法简单、操作方便、生产成本低，能够降低生产能耗，无“三废”排放，有利于环保，便于推广应用。采用本发明方法制备出的石墨烯纳米卷结构完整，外径介于10-200nm，长度为0.1-10um，氮的掺杂量为0.3-15.0％等特点。

主权项

一种氮原子掺杂石墨烯纳米卷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)石墨烯与氮源溶液混合：制备浓度为1.0～5.0mg/mL的石墨烯分散液，分散质为双层石墨烯或多层石墨烯，分散剂为去离子水、无水乙醇或丙酮；制备氮源溶液；将石墨烯分散液和氮源溶液按一定体积比1:1～5进行混合，磁力搅拌6～12h后离心清洗，去除上清液得到产物A，将所述产物A置于60℃烘箱中干燥12h得到混合物B；2)液氮冷冻：将所述混合物B加入到液氮中，混合均匀，得到混合液C，所述混合液C中，混合物B的质量与液氮的体积之比为1:50；质量的单位是g，体积的单位是mL；3)微波加热：将混合液C在功率为500～1200w的微波中加热5～180s，得到混合物D；4)离心分离：a)混合物D中的残余的液氮自然蒸干，收集得到固体残余物；b)向第a)步收集的固体残余物加入溶剂30～200mL，在超声波输出频率为100Hz～5MHz下，进行超声分散5～30分钟，得到悬浮液；所述的溶剂为去离子水、无水乙醇或丙酮；c)采用离心分离法，将b)步得到的悬浮液，在转速为2000～6000rpm下离心10～60分钟，进行固液分离，收集沉降物；5)干燥：将第4)步收集的沉降物，在温度为60～150℃下干燥30～180分钟，得到氮掺杂量为0.3～15.0％的石墨烯纳米卷。