[发明专利]一种氮掺杂石墨烯膜的制备方法以及氮掺杂石墨烯膜

权利要求书

1.一种氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯溶液和水溶性胺类交联剂混合均匀后得到混合物；所述水溶性胺类交联剂为乙二胺、丙二胺、丁二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、氨、聚烯丙基胺、盐酸羟胺、水合肼和对苯二胺中的一种或多种；

(2)将步骤(1)中得到的混合物涂布成膜，在20～95℃下干燥，得到胺基交联氧化石墨烯膜；

(3)将步骤(2)中得到的胺基交联氧化石墨烯膜在惰性气体保护下，进行热处理，得到氮掺杂石墨烯膜。

2.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)的所述混合物中，氧化石墨烯的含量为1～80mg/mL混合物；

或者是，步骤(1)的所述混合物中，氧化石墨烯的含量为31～80mg/mL混合物。

3.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)的所述混合物中，氧化石墨烯与所述水溶性胺类交联剂的质量比为(1:0.1)～(1:200)。

4.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)的所述混合物中，所述水溶性胺类交联剂相对于所述混合物的质量百分比为1～35％。

5.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，干燥的温度为60～95℃，干燥的时间为0.5～200小时；

或者是，步骤(2)中，干燥的温度为65～95℃，干燥的时间为2～50小时。

6.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述热处理的温度为50～3000℃，热处理的时间为0.5～200小时；

或者是，步骤(3)中，所述热处理的温度为1000～3000℃，热处理的时间为2～10小时。

7.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)的惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化石墨烯溶液通过下述步骤制得：①预氧化：将石墨、浓硫酸和硝酸倒入水中，过滤，烘干，得到预氧化石墨；②热膨胀：将步骤①的预氧化石墨在950～1300℃下热膨胀5～30s，得到热膨胀氧化石墨；③将步骤②的热膨胀氧化石墨与浓硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷的混合物在80～90℃下加热，加入水过滤洗涤，干燥，得到预氧化热膨胀石墨；④将步骤③的预氧化热膨胀石墨与浓硫酸在0～5℃下混合，加入高锰酸钾，反应，再加入双氧水，静置，过滤，离心洗涤，加入水搅拌得到氧化石墨烯溶液。

9.一种氮掺杂石墨烯膜，其特征在于，通过权利要求1～8任意一项所述的氮掺杂石墨烯膜的制备方法制得，所述氮掺杂石墨烯膜的热导率为1000～1800W/m.k。

10.如权利要求9所述的氮掺杂石墨烯膜，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯膜的厚度为0.1～400μm或20～50μm。