0_°C煅烧上述石墨烯纳米线的催化剂，形成多孔催化剂纳米线；
[0099]步骤三:引入聚苯胺作为液体碳源，采用热沉积的方法进行石墨烯的生长，化学气相沉积的温度为1100°c，化学气相沉积的时间为0.5小时；
[0100]步骤四:将生长有石墨烯的多孔催化剂纳米线溶于适量的硝酸溶液中，除去多孔催化剂纳米线，得到多孔石墨烯纳米线，其直径为500nm前后，长度达到800微米，比表面积为 600m2/go
[0101]实施例12
[0102]本实施例提供了一种多孔石墨烯纳米线的制备方法，其包括以下步骤:
[0103]步骤一:将乙酸镁溶解在水中，得到浓度为2.0mol/L的乙酸镁溶液，将上述溶液转移至反应釜中，加热至180°C保温5小时合成得到石墨烯纳米线的催化剂；
[0104]步骤二:在500°C煅烧上述石墨烯纳米线的催化剂，除去其中的模板剂，形成多孔催化剂纳米线；
[0105]步骤三:引入聚酰亚胺作为液体碳源，采用热沉积的方法进行石墨烯的生长，化学气相沉积的温度为950°C，化学气相沉积的时间为10分钟；
[0106]步骤四:将生长有石墨烯的多孔催化剂纳米线溶于适量的盐酸中，除去多孔催化剂纳米线，得到含有氮的杂原子的多孔石墨烯纳米线。
[0107]本实施例制备的多孔石墨烯纳米线的扫描电子显微镜照片如图6所示，其直径约为800nm，长度可以达到I毫米，比表面积大约在400m2/g。
[0108]实施例13
[0109]本实施例提供了一种多孔石墨烯纳米线的制备方法，其包括以下步骤:
[0110]步骤一:将氧化镁溶解在水中，得到浓度为0.lmol/L的氧化镁溶液，将上述溶液转移至反应釜中，加热至150°C保温12小时合成得到石墨烯纳米线的催化剂；
[0111]步骤二:在500°C煅烧上述石墨烯纳米线的催化剂，形成多孔催化剂纳米线；
[0112]步骤三:引入聚苯胺作为液体碳源，采用热沉积的方法进行石墨烯的生长，化学气相沉积的温度为1000°C，化学气相沉积的时间为0.5小时；
[0113]步骤四:将生长有石墨烯的多孔催化剂纳米线溶于适量的硫酸中，除去多孔催化剂纳米线，得到含有氮的杂原子的多孔石墨烯纳米线，其直径为50nm前后，长度达到160微米，比表面积为300m2/g。
[0114]实施例14
[0115]本实施例提供了一种多孔石墨烯纳米线的制备方法，其包括以下步骤:
[0116]步骤一:将硫酸镁溶解在水中，得到浓度为3.0mol/L的硫酸镁溶液，将上述溶液转移至反应釜中，加热至150°C保温12小时合成得到石墨烯纳米线的催化剂；
[0117]步骤二:在500°C煅烧上述石墨烯纳米线的催化剂，除去其中的模板剂，形成多孔催化剂纳米线；
[0118]步骤三:引入噻吩作为液体碳源，采用热沉积的方法进行石墨烯的生长，化学气相沉积的温度为950°C，化学气相沉积的时间为I小时；
[0119]步骤四:将生长有石墨烯的多孔催化剂纳米线溶于适量的硫酸中，除去多孔催化剂纳米线，得到含有硫的杂原子的多孔石墨烯纳米线，其直径为500nm前后，长度达到800微米，比表面积为380m2/g。
[0120]实施例15
[0121]本实施例提供了一种多孔石墨烯纳米线的制备方法，其包括以下步骤:
[0122]步骤一:将乙酸镁溶解在水中，得到浓度为1.0moI/L的乙酸镁溶液，将上述溶液转移至反应釜中，加热至180°C保温4小时合成得到石墨烯纳米线的催化剂；
[0123]步骤二:在550°C煅烧上述石墨烯纳米线的催化剂，形成多孔催化剂纳米线；
[0124]步骤三:引入甲烷作为气体碳源，采用化学气相沉积的方法进行石墨烯的生长，化学气相沉积的温度为900°C，化学气相沉积的时间为5分钟；
[0125]步骤四:将生长有石墨烯的多孔催化剂纳米线溶于适量的盐酸中，除去多孔催化剂纳米线，得到多孔石墨烯纳米线。所制备的多孔石墨烯纳米线的透射电子显微镜照片如图7所示，显示出丰富的孔结构和纤维状纳米线结构，这些孔结构的大小在10纳米前后，比表面积可以达到接近1000m2/g。
[0126]选取实施例15制备的多孔石墨烯纳米线，将其和聚偏二氟乙烯按照质量百分比80%和20%在氮甲基吡咯烷酮(NMP)混合均匀，制得的电极片。以上述电极片作为工作电极，以金属钠片为对电极，聚丙烯薄膜为隔膜，lmol/L NaPFj^ EC+PC(1:1，重量比)溶液作电解液，在氩气的手套箱中组装成扣式电池。于常温下在进行恒电流充放电循环测试，如图8的倍率性能结果表明本发明的这种负极材料在电流密度为0.5C的时候，具有约为280mAh/g的电化学容量。同时，如图9所示，是本发明多孔石墨烯纳米线的钠离子电池负极性能和其他碳材料的对比图，结果显示本发明的石墨烯纳米线的倍率性能超出了目前所有碳负极的性能，显示出该材料的优异性能。
【主权项】
1.一种多孔石墨烯纳米线的制备方法，其包括以下步骤: 步骤一:将含有镁元素的化合物溶解在水中，得到含有镁离子的溶液，其中，镁离子的浓度为0.01-5.0mol/L，通过水热的方法合成得到石墨稀纳米线的催化剂； 步骤二:在300-600°C的温度下，煅烧所述石墨烯纳米线的催化剂，形成多孔催化剂纳米线； 步骤三:引入碳源，在600-1200°C的温度下，在所述多孔催化剂纳米线上生长石墨烯；步骤四:将生长有石墨烯的多孔催化剂纳米线溶于酸中，除去多孔催化剂纳米线，制得多孔石墨稀纳米线。2.根据权利要求1所述的多孔石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于，所述多孔石墨烯纳米线呈现纤维的形状，其长度在I微米到I毫米，直径在50纳米到10微米。3.根据权利要求1所述的多孔石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于，所述多孔石墨烯纳米线中具有丰富的孔结构，其比表面积为300-2500m2/g。4.根据权利要求1所述的多孔石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于，所述含有镁元素的化合物包括氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、硝酸镁、硫酸镁、乙酸镁、草酸镁和碳酸镁中的一种或几种的组合；所述碳源包括烃类碳源或含杂原子的有机化合物。5.根据权利要求4所述的多孔石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于，所述烃类碳源包括芳香烃类或非芳香烃类，其中芳香烃类碳源包括苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种的组合；所述非芳香烃碳源包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯和乙炔中的一种或几种的组合。6.根据权利要求4所述的多孔石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于，所述含杂原子的有机化合物包括蔗糖、葡萄糖、聚酰亚胺、聚苯胺、酚醛树脂和噻吩中的一种或几种的组入口 ο7.根据权利要求1所述的多孔石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于，步骤三中引入碳源的反应时间为I分钟至10小时。8.一种多孔石墨烯纳米线材料，其是由权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的。9.权利要求8所述的多孔石墨稀纳米线材料的应用，其特征在于，所述多孔石墨稀纳米线材料用作电化学储能材料、催化剂制备的载体材料、导电材料、吸附材料或者脱附材料。
【专利摘要】本发明提供了一种多孔石墨烯纳米线的制备方法。该多孔石墨烯纳米线的制备方法包括以下步骤：合成石墨烯纳米线的多孔催化剂纳米线；引入碳源，在多孔催化剂纳米线上生长石墨烯；除去多孔催化剂纳米线，得到所述多孔石墨烯纳米线。同时,本发明提供了一种采用上述制备方法获得的多孔石墨烯纳米线材料。该多孔石墨烯纳米线材料是一种新型结构的纳米碳材料，它兼顾了石墨烯、碳纳米管和多孔碳的特性，在电化学储能、催化剂载体、复合材料、以及吸附和脱附材料等方面有广泛应用，并且该材料的制备方法操作简便，容易工业化生产。
【IPC分类】C01B31/04, B82Y30/00
【公开号】CN105692594
【申请号】
【发明人】贾希来, 朱晓, 魏飞
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2014年11月26日