[發(fā)明專利]一種摻雜石墨烯的加工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910833711.X
• 申請(qǐng)日: 2019-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN112441578A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭姣;李爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北天龍石墨碳業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/194
• 分類號(hào): C01B32/194;C01B32/184
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明一種摻雜石墨烯的加工方法屬于石墨加工技術(shù)領(lǐng)域,第一性原理研究表明雜原子的共摻雜可以調(diào)節(jié)石墨烯的電子能帶結(jié)構(gòu)，對(duì)石墨烯電子特性有明顯的調(diào)控作用，最后發(fā)現(xiàn)氮硫共摻雜石墨烯能表現(xiàn)出好的電催化活性，穩(wěn)定性和高的選擇性，在這里氮硫雙元素的共摻雜能對(duì)石墨烯性能的提高起到協(xié)同作用。但是采用的這種方法采用氣體為氮源和硫源，涉及到有刺激性氣味和腐蝕性的氨氣和二氧化硫氣體，容易對(duì)環(huán)境造成污染，并且對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求比較高。一種摻雜石墨烯的加工方法采用石墨烯或石墨烯衍生物與含氮化合物、含硫化合物研磨并混合均勻，在惰性氣體的保護(hù)下使用500?1000℃熱退火，并恒溫1?5h，降至室溫，即得氮硫共摻雜石墨烯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種摻雜石墨烯的加工方法屬于石墨加工技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種氮硫共摻雜石墨烯加工方法。

背景技術(shù)

近年來，實(shí)驗(yàn)和理論證明例如氮、硼、硫、磷和鹵族元素等雜原子的摻雜能夠調(diào)節(jié)和改變石墨烯的電學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，進(jìn)一步擴(kuò)大了石墨烯材料的潛在應(yīng)用范圍。

第一性原理研究表明雜原子的共摻雜可以調(diào)節(jié)石墨烯的電子能帶結(jié)構(gòu)，對(duì)石墨烯電子特性有明顯的調(diào)控作用，最后發(fā)現(xiàn)氮硫共摻雜石墨烯能表現(xiàn)出好的電催化活性，穩(wěn)定性和高的選擇性，在這里氮硫雙元素的共摻雜能對(duì)石墨烯性能的提高起到協(xié)同作用。但是采用的這種方法采用氣體為氮源和硫源，涉及到有刺激性氣味和腐蝕性的氨氣和二氧化硫氣體，容易對(duì)環(huán)境造成污染，并且對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一種摻雜石墨烯的加工方法克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用石墨烯或石墨烯衍生物與含氮化合物、含硫化合物研磨并混合均勻，在惰性氣體的保護(hù)下使用500-1000℃熱退火，并恒溫1-5h，降至室溫，即得氮硫共摻雜石墨烯，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、溫度容易控制等優(yōu)點(diǎn)。

一種摻雜石墨烯的加工方法，其特征是用石墨烯或石墨烯衍生物(氧化石墨烯或還原化的石墨烯)與含氮化合物(三聚氰胺或尿素)、含硫化合物(二芐基二硫、P-甲苯磺酸)研磨并混合均勻，在惰性氣體(氬氣或氦氣)的保護(hù)下使用500-1000℃熱退火，并恒溫1-5h，降至室溫，即得氮硫共摻雜石墨烯，其中氮硫共摻雜石墨烯中氮元素占1-8.8at.%，硫元素占0.5-1.7at.%。

有益效果：第一性原理研究表明雜原子的共摻雜可以調(diào)節(jié)石墨烯的電子能帶結(jié)構(gòu)，對(duì)石墨烯電子特性有明顯的調(diào)控作用，最后發(fā)現(xiàn)氮硫共摻雜石墨烯能表現(xiàn)出好的電催化活性，穩(wěn)定性和高的選擇性，在這里氮硫雙元素的共摻雜能對(duì)石墨烯性能的提高起到協(xié)同作用。但是采用的這種方法采用氣體為氮源和硫源，涉及到有刺激性氣味和腐蝕性的氨氣和二氧化硫氣體，容易對(duì)環(huán)境造成污染，并且對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求比較高。一種摻雜石墨烯的加工方法，采用石墨烯或石墨烯衍生物與含氮化合物、含硫化合物研磨并混合均勻，在惰性氣體的保護(hù)下使用500-1000℃熱退火，并恒溫1-5h，降至室溫，即得氮硫共摻雜石墨烯，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、溫度容易控制等優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種摻雜石墨烯的加工方法，其特征是用石墨烯或石墨烯衍生物(氧化石墨烯或還原化的石墨烯)與含氮化合物(三聚氰胺或尿素)、含硫化合物(二芐基二硫、P-甲苯磺酸)研磨并混合均勻，在惰性氣體(氬氣或氦氣)的保護(hù)下使用500-1000℃熱退火，并恒溫1-5h，降至室溫，即得氮硫共摻雜石墨烯，其中氮硫共摻雜石墨烯中氮元素占1-8.8at.%，硫元素占0.5-1.7at.%。

實(shí)施例2

一種摻雜石墨烯的加工方法，其特征是用墨烯衍生物(氧化石墨烯)與含氮化合物(三聚氰胺)、含硫化合物(P-甲苯磺酸)研磨并混合均勻，在惰性氣體(氦氣)的保護(hù)下使用800-1300℃熱退火，并恒溫2-3h，降至室溫，即得氮硫共摻雜石墨烯，其中氮硫共摻雜石墨烯中氮元素占2.5-8at.%，硫元素占0.7-2.2at.%。