[发明专利]吡啶氮富集超薄碳纳米片材料及其金属复合材料的制备方法

摘要

一种氮掺杂碳纳米片材料及其金属复合材料的制备方法及其应用。具体是将氮源和碳源混合，于高温条件下反应得到，该混合为固相混合。氮源可为三聚氰胺、二聚氰胺、单氰胺或尿素等，碳源可为GAH(D‑氨基葡萄糖盐酸盐)、葡萄糖或2‑甲基咪唑等。本发明得到的氮掺杂碳纳米片材料及其金属复合材料在组成和结构上具有较高的氮掺杂水平和大小分级的多孔组合结构，在性能上具有较高的比电容、较好的化学稳定性和热稳定性、较强的循环稳定性、较理想的导电性等优点。将该复合电极作为超级电容器工作电极材料进行测试，在大电流密度条件下仍能具有较高的比电容量、较好的倍率性能和循环稳定性。

主权项

1.一种吡啶氮富集超薄碳纳米片材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将氮源和碳源混合后加溶剂溶解，水浴加热条件下搅拌混合，然后烘干，得到固体混合物；/n(2)将步骤(1)得到的固体混合物磨成粉末状，用氮气或氩气作保护气，升温至500-600℃并保持，然后继续加热至670℃-1100℃并保持，得到黑色粉末状固体即为吡啶氮富集的纳米片材料；/n步骤(1)中所述的将氮源和碳源混合后加溶剂溶解，水浴加热条件下搅拌混合，然后烘干，得到固体混合物的具体方法是以A-H所述方法中的一种：/nA.将三聚氰胺、GAH(D-氨基葡萄糖盐酸盐)、2-甲基咪唑、均苯四甲酸酐按照质量比依次为19：0.8：0.1：0.1的用量比，依次取各反应物19g、0.8g、0.1g、0.1g混合后加入40mL去离子水溶解，水浴加热条件下搅拌混合均匀，置于烘箱中40-48小时，得到淡黄色固体混合物；/nB.将三聚氰胺和GAH(D-氨基葡萄糖盐酸盐)、2-甲基咪唑及均苯四甲酸酐按照质量比40:0.8:0.1:0.1分别将上述反应物40g、0.8g、0.1g、0.1g混合后加入40mL去离子水溶解，水浴加热条件下搅拌混合均匀，在烘箱中烘干48h，得到淡黄色固体混合物；/nC.将三聚氰胺和GAH(D-氨基葡萄糖盐酸盐)、2-甲基咪唑及均苯四甲酸酐按照质量比20：0.8：0.1：0.1分别将上述反应物20g、0.8g、0.1g、0.1g混合后加入40mL去离子水溶解，水浴加热条件下搅拌混合均匀，在烘箱中烘干48h，得到淡黄色固体混合物；/nD.将三聚氰胺和GAH(D-氨基葡萄糖盐酸盐)、2-甲基咪唑及均苯四甲酸酐按照质量比21：0.7：0.1：0.2分别将上述反应物21g、0.7g、0.1g、0.2g混合后加入40mL去离子水溶解，水浴加热条件下搅拌混合均匀，在烘箱中烘干48h，得到淡黄色固体混合物；/nE.将三聚氰胺和GAH(D-氨基葡萄糖盐酸盐)、2-甲基咪唑及均苯四甲酸酐按照质量比20：0.6：0.2；0.2分别将上述反应物20g、0.6g、0.2g、0.2g混合后加入40mL去离子水溶解，水浴加热条件下搅拌混合均匀，在烘箱中烘干48h，得到淡黄色固体混合物；/nF.将三聚氰胺和GAH(D-氨基葡萄糖盐酸盐)、2-甲基咪唑及均苯四甲酸酐按照质量比20：0.8：0.1：0.1分别将上述反应物20g、0.8g、0.1g、0.1g混合后加入40mL去离子水溶解，水浴加热条件下搅拌混合均匀，在烘箱中烘干48h，得到淡黄色固体混合物；/nG.将三聚氰胺和GAH(D-氨基葡萄糖盐酸盐)、2-甲基咪唑及均苯四甲酸酐按照质量比20：0.8：0.1：0.1分别将上述反应物20g、0.8g、0.1g、0.1g混合后加入40mL去离子水溶解，水浴加热条件下搅拌混合均匀，在烘箱中烘干48h，得到淡黄色固体混合物；/nH.将三聚氰胺和GAH(D-氨基葡萄糖盐酸盐)、2-甲基咪唑及均苯四甲酸酐按照质量比20：0.8：0.1：0.1分别将上述反应物20g、0.8g、0.1g、0.1g混合后加入40mL去离子水溶解，水浴加热条件下搅拌混合均匀，在烘箱中烘干48h，得到淡黄色固体混合物。/n