[发明专利]硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法

权利要求书

1.一种硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

使用稀酸溶液对金属衬底进行刻蚀；

在无氧和第一保护气体的氛围下，将所述金属衬底加热至600℃~900℃；

在紫外光的照射下，向所述金属衬底表面通入甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇中的一种，经过光催化化学气相沉积反应30分钟~300分钟，在所述金属衬底表面生成碳纳米壁；

反应完成后，在所述第一保护气体的氛围下将附有碳纳米壁的金属衬底冷却至室温，然后将所述碳纳米壁从所述金属衬底的表面刮下，得到碳纳米壁粉末；

将所述碳纳米壁粉末加入0℃的浓硫酸中，再加入高锰酸钾得到第一混合物，将所述第一混合物保持在10℃以下搅拌2小时后在室温水浴中搅拌24小时，然后在冰浴条件下向所述第一混合物中加入去离子水，反应15分钟后得到反应液，向所述反应液中加入双氧水溶液，再进行抽滤、洗涤得到氧化碳纳米壁浆料，其中，所述碳纳米壁粉末、高锰酸钾和浓硫酸的固液比为1g:3g:23mL，所述浓硫酸、去离子水与双氧水溶液的体积比为1.15:4.6:14；

将所述氧化碳纳米壁浆料与硼酸或三氧化二硼按质量比1:0.01~0.5进行混合得到第二混合物，将所述第二混合物进行干燥后于第二保护气体气氛中、500℃~1000℃下处理10分钟~300分钟，得到硼掺杂石墨烯纳米带。

2.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述使用稀酸溶液对金属衬底进行刻蚀的步骤具体为：将所述金属衬底放入浓度为0.01mol/L~1mol/L的稀酸溶液中刻蚀0.5分钟~10分钟。

3.根据权利要求2所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述使用稀酸溶液对金属衬底进行刻蚀步骤具体为：将所述金属衬底放入浓度为0.1mol/L~0.5mol/L的稀酸溶液中刻蚀1分钟~3分钟。

4.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述紫外光的波长为200~400nm。

5.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇中的一种的流量为10sccm~1000sccm。

6.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇中的一种与所述第一保护气体的体积比为2~10:1。

7.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述衬底为铁箔、镍箔及钴箔中的一种。

8.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述进行抽滤、洗涤得到氧化碳纳米壁浆料的步骤具体为：将所述反应液与双氧水溶液的混合液进行抽滤后，用浓度为10%的盐酸进行洗涤、抽滤，直到滤液呈中性。

9.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，将所述第二混合物进行干燥的步骤具体为将所述第二混合物于60℃~100℃真空干燥至恒重。

10.根据权利要求1所述的硼掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述第一保护气体和第二保护气体为氦气、氮气及氩气中的一种。