[发明专利]一种水热法制备多元共掺杂石墨烯的方法

摘要

本发明公开了一种水热法制备多元共掺杂三维多孔石墨烯的方法。所述方法包括以下步骤（a）在液相中将Hummers法制备的氧化石墨超声剥离得到氧化石墨烯分散液；（b）选用合适的掺杂源，经过一步水热反应制备多元共掺杂的石墨烯材料，所制得样品片层结构完整，分散性好，质量高，有效比表面积大。与现有技术相比，该方法具有简单可控，原料环保和成本低廉的优点。此方法制备的多元共掺杂石墨烯材料可应用于电化学能源存储、传感器、生物载体、催化剂等多个领域。

主权项

一种水热法制备多元共掺杂的石墨烯的方法，其特征在于按如下的步骤进行：（1）Hummers法制备氧化石墨：1）分别称取0.1~5g石墨粉和0.05~5gNaNO3均匀混合；2）冰水浴条件下，加入3~100mL浓H2SO4搅拌均匀，并缓慢加入0.5~20g KMnO4搅拌0.5~5小时；3）室温下搅拌1~10天后，加入10~500mL浓度为1%~10%（w/w）的H2SO4搅拌0.5~5小时；4）加入0.5~20mL双氧水搅拌至溶液不出现气泡为止；5）清洗，在烧杯中用5%~10%（w/w）的HNO3清洗2~4次，然后用1%~5%（w/w）的HNO3清洗2~3次；6）加去离子水离心清洗至pH=7，所得溶液在常温25℃下鼓风干燥即得氧化石墨；（2）取步骤（1）中一定量的氧化石墨超声分散于蒸馏水中得到黄褐色的氧化石墨烯分散液，然后在10000 rpm的速度下离心30 min以除去未剥离的氧化石墨和部分杂质；（3）取一定量的氧化石墨烯分散液以一定比例与掺杂剂均匀混合搅拌，随后，将所制备的混合溶液转入水热反应釜中，在150~200℃下进行水热反应1~48小时；所得样品经过反复过滤洗涤，冷冻干燥后获得多元共掺杂石墨烯气凝胶；其中氧化石墨用量与掺杂剂的用量比为1：1~1：100。