[發明專利]一種制備氮摻雜石墨烯的新方法

有效

• 申請號: 201310123787.6
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103159210A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 曹達鵬;張鵬;向中華
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04;B82Y30/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種制備氮摻雜石墨烯的方法，其特征在于，將含氮有機配體經鎳‐催化Yamamoto偶聯反應制備含氮有機聚合物材料，再在無氧條件下經碳化得到氮摻雜石墨烯。

2.按照權利要求1的方法，其特征在于，選用含氮的有機化合物作為有機配體，含氮的有機化合物結構式如下：

上述四種結構式分別由三部分組成，即中心部位R，R’，R”，R”’；內環基團R₁，R₂，R₃，R₄；外環基團X；

中心部位：R為NH或CH₂；

R’可以為苯環氮N，三嗪吡啶吡嗪噠嗪嘧啶中的一種；

R”為碳C、硅Si或卟啉

R”’為金剛烷結構、碳C、硅Si或鍺Ge；

內環基團R₁、R₂、R₃、R₄可以是以下環類物質的一種：

外環基團X為鹵素‐F、‐Cl、‐Br、‐I；

在組成上述有機配體結構式時，三部分至少必須有一部分為含氮類基團。

3.按照權利要求1的方法，其特征在于，鎳‐催化Yamamoto偶聯反應制備含氮有機聚合物材料的方法：

將催化劑雙（1，5-環辛二烯）鎳和2，2′‐聯吡啶在無水無氧條件下溶解于N,N’-二甲基甲酰胺中，加入1，5‐環辛二烯，攪拌均勻，加入含氮有機配體中的的任何一種或多種反應，向反應后的溶液中加入濃鹽酸，攪拌、過濾、洗滌、干燥即得含氮有機聚合物材料。

4.按照權利要求3的方法，其特征在于，催化劑與2，2′‐聯吡啶/1，5‐環辛二烯/有機配體的摩爾比范圍為1:1:1:0.1至1:1:1:10。

5.按照權利要求3的方法，其特征在于，當有機配體和催化劑充分溶解后，反應條件為-196.15-200℃下反應1-48小時。

6.按照權利要求1的方法，其特征在于，碳化的過程為：

將得到的含氮有機聚合物置于管式爐中，在無氧氣氛條件下，從室溫以1‐20℃/min速率升到（100‐500）℃中的某一值，在該溫度下保溫1‐5h，然后以1‐20℃/min速率加熱到碳化終溫（300‐1500）℃之間的某一值，保溫30min‐5h，自然冷卻至室溫，即可得到氮摻雜石墨烯粉體材料。

7.按照權利要求6的方法，所述的無氧氣氛條件為，先抽真空，然后通入惰性氣體。

8.按照權利要求7的方法，惰性氣體為氮氣、氬氣、氦氣、氖氣、氪氣、氙氣或氡氣。

9.按照權利要求1‐8所述的任一方法得到的氮摻雜石墨烯。