[发明专利]无模板一步法制备高比例石墨型氮掺杂石墨烯管的方法

摘要

本发明公开了一种无模板一步法制备高比例石墨型氮掺杂石墨烯管的方法。以三聚氰胺为反应原料，硅粉为辅料，硝酸镍为催化剂，采用一步化学气相反应法，将真空气氛炉升温至1200～1250℃，保温20～30min后，再通入甲烷气体5～10分钟，关闭电源，随炉冷却至室温。本发明方法工艺简单、易于控制，避免了模板法复杂的工序及在去除模板过程中对管结构的破坏；所得氮掺杂石墨烯管纯度高、结构均匀，重复性良好，管径为200～300nm,管壁厚6～8nm，产物中的氮掺杂构型以石墨型氮为主，该氮构型能够有效提高产物的电学性能，适用于新型真空微电子器件、纳米光电子器件以及超级电容器等领域。

主权项

无模板一步法制备高比例石墨型氮掺杂石墨烯管的方法，其特征在于，主要制备过程包括：以固态三聚氰胺为反应原料，硅粉为辅料，将反应原料和辅料置于玛瑙研钵中混合研磨40min；将石墨基片于超声波清洗机中清洗烘干后，浸入0.01mol/L的Ni(NO3)2乙醇溶液5分钟，取出自然晾干；将碳布、研磨得到的混合原料、石墨基片一起放入石墨反应室，将石墨反应室置于真空气氛炉内；对真空气氛炉抽真空至50～80Pa，以15℃/min的升温速率将炉温升至1200～1250℃，保温20～30min，再以0.10～0.15sccm的通气速率通入甲烷气体，通气时间为5～10分钟，关闭通气阀门，停止通入甲烷，关闭电源，随炉冷却至室温，实现无模板一步法制备高比例石墨型氮掺杂石墨烯管；所述的氮掺杂石墨烯管的管径为200～300nm，壁厚为6～8nm。