[发明专利]一种B;N共掺杂的多孔碳纳米片及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种B,N共掺杂的多孔碳纳米片，它是通过包括以下制备方法所制备的：首先将二(2－氯乙基)胺盐酸盐和碱反应获得二(2－氯乙基)胺，然后将二(2－氯乙基)胺与硼酸反应获得二(2－氯乙基)胺基硼酸，再将二(2－氯乙基)胺基硼酸进行碳化，获得B,N共掺杂的多孔碳纳米片；

其中：所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有1000m²g^-1至2500m²g^-1的BET比表面积；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有20-100nm的平均厚度；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有2.0％至6.0％的B含量；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有2.0％至4.0％的N含量。

2.根据权利要求1所述的B,N共掺杂的多孔碳纳米片，其特征在于：所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有1200m²g^-1至2300m²g^-1的BET比表面积；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有25-80nm的平均厚度；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有3.0％至5.5％的B含量；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有2.5％至3.5％的N含量。

3.根据权利要求1所述的B,N共掺杂的多孔碳纳米片，其特征在于：所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有1500m²g^-1至2000m²g^-1的BET比表面积；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有30-60nm的平均厚度；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有3.6％至5.0％的B含量；所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片具有2.6％至3.0％的N含量。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的B,N共掺杂的多孔碳纳米片，其特征在于：当所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片用作电容器的电极材料时，在0.5A g^-1的电流密度下，比电容大于260F g^-1。

5.根据权利要求4所述的B,N共掺杂的多孔碳纳米片，其特征在于：当所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片用作电容器的电极材料时，在0.5A g^-1的电流密度下，比电容大于280F g^-1。

6.根据权利要求4所述的B,N共掺杂的多孔碳纳米片，其特征在于：当所述B,N共掺杂的多孔碳纳米片用作电容器的电极材料时，在0.5A g^-1的电流密度下，比电容大于320F g^-1。

7.一种制备权利要求1-6中任一项所述的B,N共掺杂的多孔碳纳米片的方法，该方法包括以下步骤：

(1)制备二(2－氯乙基)胺：将二(2－氯乙基)胺盐酸盐和碱混合溶解在水中，在室温下搅拌1-5h，静置0.2-6h后分层，将下层淡黄色粘稠的液体分离后用蒸馏水洗涤至中性，真空干燥得到二(2－氯乙基)胺；

(2)制备二(2－氯乙基)胺基硼酸：将步骤(1)获得的二(2－氯乙基)胺与硼酸混合溶解在有机溶剂中，在50-90℃下油浴1-5h，反应完毕后，加入体积分数大于90％乙醇，趁热倒出，自然冷却，析出结晶，得到二(2－氯乙基)胺基硼酸；

(3)碳化：将步骤(2)得到的二(2－氯乙基)胺基硼酸置于碳化炉中，在惰性气体的保护下升温至碳化温度进行碳化；碳化后的材料用蒸馏水洗涤至中性，最后将产物干燥至恒重，获得B,N共掺杂的多孔碳纳米片；

其中：步骤(1)中二(2－氯乙基)胺盐酸盐和碱质量比为1:1-6；所述碱为NaOH或KOH；步骤(2)中二(2－氯乙基)胺和硼酸质量比为1:1-8；所述有机溶剂为DMF或DMSO；步骤(3)中升温的速率为1～10℃min^-1；所述碳化炉为高温管式炉，所述惰性气体为氩气或氮气。