[发明专利]一种氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆及其制备方法有效
| 申请号： | 201810021521.3 | 申请日： | 2018-01-10 |
| 公开（公告）号： | CN108242277B | 公开（公告）日： | 2019-10-29 |
| 发明（设计）人： | 黄太仲 | 申请（专利权）人： | 济南大学 |
| 主分类号： | H01B7/00 | 分类号： | H01B7/00;H01B13/00;H01B5/02;C23C16/26 |
| 代理公司： | 济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业) 37240 | 代理人： | 李茜 |
| 地址： | 250022 山*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 导电金属 石墨烯 复合电缆 氮掺杂 氮掺杂石墨烯 导电性 包覆 铜缆 制备 电缆电阻 同轴结构 增强电缆 直径条件 导电体 支撑体 催化剂 生长 | ||
1.一种氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆，其特征在于，包括：导电金属本体和包覆在导电金属本体表面的氮掺杂石墨烯层；
所述氮掺杂石墨烯层与所述导电金属本体形成同轴结构；
所述氮掺杂石墨烯层为多层结构；所述氮掺杂石墨烯层中氮的掺杂量为3-5％；
所述氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆由如下方法制备而成：
(1)对导电金属本体进行清洗，获得清洁表面；
(2)将清洗后的导电金属本体加热至300-1000℃，通入碳源和氮源，在导电金属本体的表面生长氮掺杂的石墨烯；生长完毕后，在还原性气氛下进行冷却，即制备得到氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆。
2.根据权利要求1所述的氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆，其特征在于，所述导电金属本体为单支金属导线或由多支金属导线制备的绞线。
3.根据权利要求1所述的氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆，其特征在于，导电金属本体材料为铜或铜合金。
4.根据权利要求3所述的氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆，其特征在于，所述铜合金包括银铜合金和镍铜合金。
5.权利要求1-4任一项所述的氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对导电金属本体进行清洗，获得清洁表面；
(2)将清洗后的导电金属本体加热至300-1000℃，通入碳源和氮源，在导电金属本体的表面生长氮掺杂的石墨烯；生长完毕后，在还原性气氛下进行冷却，即制备得到氮掺杂的石墨烯/导电金属复合电缆；
碳源和氮源加入量的体积比为(5-10)：(0.7-2)；
氮掺杂的石墨烯在导电金属本体表面的生长时间为10-20min。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，清洗采用的方法为：先用0.1mol/L的NaOH进行碱洗，然后用1.0mol/L的盐酸或硫酸进行酸洗，再用去离子水和/或乙醇清洗。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碳源选自：甲烷、乙炔、天然气、乙醇或苯；所述氮源选自：氨气或水合肼。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，采用化学气相沉积法、物理气相沉积法或等离子体法在导电金属本体的表面生长氮掺杂的石墨烯。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氮掺杂的石墨烯在导电金属本体表面的生长时间为14-17min。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述还原性气氛为氢气或碳源气气氛。
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