氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法与流程

文档序号:12053060阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法的工艺步骤和条件如下:

(1)将碳纳米材料或其衍生物在惰性气体氛围下,用氟气初始分压为3~80KPa的氟气混合气作为氟化试剂,以1~20℃/min的升温速率升温至30~250℃,并保温10~600分钟对其进行直接氟化处理,然后冷却至室温,得到氟化碳纳米材料;

(2)将所得的氟化碳纳米材料置于氨气/氩气混合气体氛围下,以1~20℃/min的升温速率升温至400~1200℃,并保温0.5~24小时进行高温后处理,得到氮掺杂碳纳米材料。

2.根据权利要求1所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(1)中所述的碳纳米材料或其衍生物为石墨烯、氧化石墨烯、多孔石墨烯、富勒烯、多壁碳纳米管、氧化碳纳米管、单壁碳纳米管、碳纳米微球或介孔碳中的任一种。

3.根据权利要求1或2所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(1)中所述的氟气混合气为氟气与氮气、氩气、氦气和二氧化碳气体中的至少一种气体形成,氟气的初始分压为10~60KPa。

4.根据权利要求1或2所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(1)中所述的氟化处理的升温速率为3~20℃/min,氟化处理的温度为150~250℃,保温时间为60~600分钟。

5.根据权利要求3所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(1)中所述的氟化处理的升温速率为3~20℃/min,氟化处理的温度为150~250℃,保温时间为60~600分钟。

6.根据权利要求1或2所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(1)中所述的氨气/氩气混合气体中氨气的浓度为2~30%,流量为1~20Torr。

7.根据权利要求5所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(1)中所述的氨气/氩气混合气体中氨气的浓度为2~30%,流量为1~20Torr。

8.根据权利要求1或2所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(2)中所述的高温后处理的升温速率为3~20℃/min,高温后处理的温度为550~900℃,保温时间为1~15小时。

9.根据权利要求3所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(2)中所述的高温后处理的升温速率为3~20℃/min,高温后处理的温度为550~900℃,保温时间为1~15小时。

10.根据权利要求7所述的氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法,该方法步骤(2)中所述的高温后处理的升温速率为3~20℃/min,高温后处理的温度为550~900℃,保温时间为1~15小时。

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