[发明专利]氮原子掺杂碳纳米材料的制备方法

权利要求书

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或氟化碳纳米材料衍生物；

(2)将所得的氟化碳纳米材料或氟化碳纳米材料衍生物置于氨气/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，

其中步骤(2)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。

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、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(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。

7.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。

8.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(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。