[发明专利]利用果皮制备氮自掺杂三维石墨烯的方法

摘要

本发明涉及利用果皮制备氮自掺杂三维石墨烯的方法。它是以果皮作为碳源和氮源，水热碳化后，经过活化剂的活化处理，然后酸洗烘干而得。本发明选择果皮为原材料制备氮自掺杂三维石墨烯，不但满足可持续发展和环境保护的需求，还有效降低了原材料的成本。本发明制得的产品比表面积高达1700m2g‑1以上，较大的比表面积和三维石墨烯多孔结构有利于电解液的离子在其内部传递和运输，而且具有非常好的导电性。氮元素的掺杂使其可以形成催化和储锂反应所需的活性位点，可广泛应用于能量储存与转换领域，如燃料电池和锂离子电池等方面。此外，石墨烯材料本身具有非常好的导电性，而且氮元素掺杂可以使碳材料具有较高的活性。

主权项

利用果皮制备氮自掺杂三维石墨烯的方法，其特征在于：它是以果皮作为碳源和氮源，水热碳化后，经过活化剂的活化处理，然后酸洗烘干而得，包括以下步骤：1）将果皮洗净并切块，加水，180～200℃水热保温反应12～24h，后处理得到黑色凝胶状碳化物；2）将步骤1）中的凝胶状碳化物真空冷冻干燥12～48h得到初步碳化产物；3）将步骤2）中的初步碳化产物与活化剂混合球磨均匀；步骤3）中的活化剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、ZnCl2中的一种或几种；4）将步骤3）中球磨后的产物干燥直至乙醇完全挥发，然后在Ar气保护下升温到600～1000℃保温1～5h进行高温活化；5）将步骤4）所得产物经酸洗去除未反应的活化剂和其他杂质，用水洗至中性，然后真空烘干得到氮自掺杂三维石墨烯。