[发明专利]一种高密度N掺杂的石墨烯材料的可扩展制备方法

权利要求书

1.一种高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，包括：

将GO分散液与PEI溶液混合，得到GO-PEI复合物步骤；混合方式为将PEI溶液缓慢滴加到GO分散液中；

混合后对混合液进行老化，GO-PEI复合物沉淀聚集，过滤、洗涤得到GO-PEI复合物；

将GO-PEI复合物干燥和煅烧步骤；

对GO-PEI复合物干燥过程中通过毛细收缩作用，得到高密度的N掺杂的石墨烯材料料。

2.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述的GO分散液的浓度为0.1-5 mg mL^-1。

3.根据权利要求2所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述的GO分散液的浓度为2-4 mg mL^-1。

4.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述的PEI溶液的浓度为0.01-10 wt. %。

5.根据权利要求4所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述的PEI溶液的浓度为0.1-5wt.%。

6.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，GO分散液与PEI溶液混合过程中控制GO分散液与PEI溶液的体积比为0.01-1：10。

7.根据权利要求6所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，GO分散液与PEI溶液混合过程中控制GO分散液与PEI溶液的体积比为0.1-1：5。

8.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，干燥温度为20-80 ℃ ，干燥时间为6-24 h。

9.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，煅烧步骤中，煅烧温度为200-1000 ℃ 。

10.根据权利要求9所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，煅烧步骤中，煅烧温度为400-800℃ 。

11.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，煅烧步骤中，煅烧时间为10 min-6 h。

12.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，煅烧步骤中，煅烧时间为1-3 h。

13.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，煅烧步骤中，升温到煅烧温度的升温速率为1-10℃ min^-1。

14.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，煅烧步骤中，在保护气氛中进行，保护气氛为Ar气，保护气氛的流量为60-500 sccm。

15.根据权利要求1所述的高密度N掺杂的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

（1）将GO分散液稀释成浓度为0.1-5 mg mL^-1的分散液，超声分散均匀，备用；将PEI溶液稀释成浓度为0.01-10 wt. %的溶液，超声分散均匀，备用；

（2）取10 mL-10 L的GO分散液于反应器中进行磁力搅拌，将1 mL-1 L PEI溶液缓慢滴加到GO分散液中，GO-PEI复合物被立即沉淀出来；

（3）滴加结束后，将反应系统进行老化，GO-PEI复合材料沉淀聚集到反应容器底部，通过真空过滤、洗涤，去除没有反应的PEI；

（4）将过滤所得产物在室温下进行干燥，在干燥过程中通过毛细收缩作用，得到高密度的GO-PEI复合材料；

（5）在Ar保护气体中将GO-PEI复合材料升温至煅烧温度进行高温煅烧，煅烧温度为200℃ -1000 ℃ ，升温速率为1-10 ℃ min^-1，煅烧时间为10 min-6 h，保护气体Ar流量为60-500 sccm。