一種氮硫共摻雜石墨烯及其制備方法與應用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種氮硫共摻雜石墨烯及其制備方法與應用。該氮硫共摻雜石墨烯的原料組成包括含有親水基團的氮硫化合物、氧化石墨烯和綠色還原劑，該含有親水基團的氮硫化合物、氧化石墨烯和綠色還原劑的質量比為(1?5)：1：(1?10)。該制備方法包括以下步驟：將含有親水基團的氮硫化合物與氧化石墨烯的水溶液混合，然后加入綠色還原劑，得到混合液；將上述的混合液在100℃?200℃條件下反應6h?18h后提純，得到氮硫共摻雜石墨烯，其中，所述含有親水基團的氮硫化合物、氧化石墨烯和綠色還原劑的質量比為(1?5)：1：(1?10)。本發(fā)明還提供上述氮硫共摻雜石墨烯作為柔性電極材料和/或導電、導熱材料的應用。
【專利說明】
一種氮硫共摻雜石墨烯及其制備方法與應用
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于納米材料領域，涉及一種氮硫共摻雜石墨烯及其制備方法與應用，尤其涉及一種高濃度水溶性的氮硫共摻雜石墨烯及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]石墨烯憑借其優(yōu)異的光學、電學、機械和電學性能，已在生物傳感器、催化劑載體、能源存儲等領域中發(fā)揮出色的作用，同時也成為制備高性能復合材料和電子器件的理想材料。然而純的石墨烯材料由于庫倫靜電力和范德華力的作用使得其發(fā)生層間貼合而極大地消弱了其儲存電荷的能力，同時石墨烯表面不含有親水基團，以至于石墨烯很難在水溶液中分散。近年來，水溶性石墨烯憑借在水溶劑中很好地分散性和與親水性樹脂基體的相容性，已經(jīng)在水性涂料、導電油墨等方面表現(xiàn)出很好地應用前景。因此，為了充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異性能，通過對石墨烯進行修飾，引入摻雜元素和親水基團，從而得到高水溶性、性能穩(wěn)定的石墨烯成為國內外學者研究的熱點。
[0003]目前，高性能石墨烯的應用實現(xiàn)商業(yè)化和產業(yè)化還存在生產成本高、生產工藝復雜等技術難題。比如常見的石墨烯制備方法采用水合肼、氫碘酸等強還原劑，所制備的石墨烯不易分散，而且還原劑危險系數(shù)高。當石墨烯引入氮、硫等摻雜元素時，通常采用高溫煅燒或化學氣相沉積等方法，然而這些制備方法都存在對設備要求高、工藝復雜、成本高等缺點，難以實現(xiàn)產業(yè)化。
[0004]此外，目前還沒有制備出同時兼顧高水溶性和氮硫共摻雜的石墨烯的報道。

【發(fā)明內容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種氮硫共摻雜石墨烯，該摻雜石墨烯能在石墨烯中實現(xiàn)氮元素和硫元素的共摻雜修飾，并能解決石墨烯在水溶劑中分散性差的問題。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種氮硫共摻雜石墨烯的制備方法，該方法能夠解決現(xiàn)有技術制備的石墨烯的水溶性差、分散濃度低、摻雜溫度高以及不能大規(guī)模生產的問題。
[0007]為了達到前述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供的一種氮硫共摻雜石墨烯，其中，所述氮硫共摻雜石墨烯的原料組成包括含有親水基團的氮硫化合物、氧化石墨烯和綠色還原劑，所述含有親水基團的氮硫化合物、氧化石墨烯和綠色還原劑的質量比為(1-5):1: (1-10)。
[0008]在上述氮硫共摻雜石墨烯中，所述含有親水基團的氮硫化合物可以選擇本領域的已知的化合物;優(yōu)選地，所述含有親水基團的氮硫化合物包括氨基苯磺酸、氨基乙磺酸和氨基磺酸等中的一種或幾種的組合。
[0009]在上述氮硫共摻雜石墨烯中，以含氨基的磺酸或磺酸鹽化合物為氮元素(N)和硫元素(S)的共同來源，在氮摻雜的同時進行硫元素的修飾，并同時引入磺酸基團作為親水基團，使制得的氮硫共摻雜石墨烯具有良好的水溶性。
[0010]在上述氮硫共摻雜石墨烯中，優(yōu)選地，所述綠色還原劑包括維生素C、檸檬酸、葡萄糖和麥芽糖等中的一種或幾種的組合。
[0011 ]在上述氮硫共摻雜石墨烯中，優(yōu)選地，常溫下，所述氮硫共摻雜石墨烯在水中的溶解度為 2mg/mL-10mg/mL。
[0012]在上述氮硫共摻雜石墨烯中，所述氮硫共摻雜石墨烯帶有親水基團(磺酸基團)，具有很好的穩(wěn)定性和水溶性，其在水溶液中的濃度為2mg/mL-10mg/mL時，該水溶液仍能保持良好的穩(wěn)定性和分散性。
[0013]本發(fā)明還提供上述氮硫共摻雜石墨烯的制備方法，其包括以下步驟:
[0014]將含有親水基團的氮硫化合物與氧化石墨烯的水溶液混合，然后加入綠色還原劑，得到混合液；
[0015]將所述混合液在10(rc-20(rc條件下反應6h_18h后提純，得到氮硫共摻雜石墨烯。
[0016]在上述制備方法中，利用廉價易得的摻雜源(含有親水基團的氮硫化合物)在相對較低的溫度下(100°C _200°C)，一步法制備了具有高水溶性的氮硫共摻雜石墨烯，該方法工藝簡單，成本低，易于實現(xiàn)大規(guī)模、產業(yè)化生產。
[0017]在上述制備方法中，優(yōu)選地，在所述氧化石墨烯的水溶液中，氧化石墨烯的濃度為
0.5mg/mL-5mg/mL0
[0018]在上述制備方法中，優(yōu)選地，所述得到混合液的步驟包括:
[0019]將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，得到氧化石墨烯的水溶液，向所述氧化石墨烯的水溶液中加入含有親水基團的氮硫化合物，再加入綠色還原劑，然后攪拌均勻得到混合液。
[°02°]在上述制備方法中，優(yōu)選地，所述氧化石墨稀超聲分散的時間為30min-120min。[0021 ] 在上述制備方法中，優(yōu)選地，所述攪拌的時間為30min-120min，轉速為200rpm-800rpm。
[0022]在上述制備方法中，所述提純的方法為用去離子水洗滌數(shù)次，直至洗滌后的廢液pH為 7。
[0023]在上述制備方法中，優(yōu)選地，所述氮硫共摻雜石墨烯的產率為85%_90%。
[0024]本發(fā)明還提供由上述氮硫共摻雜石墨烯作為柔性電極材料和/或導電、導熱材料的應用。
[0025]根據(jù)具體實施方案，本發(fā)明氮硫共摻雜石墨烯的制備方法具體可通過以下步驟實施:
[0026]在室溫下，將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，制得的濃度為(0.5_5)mg/mL的氧化石墨稀的水溶液，超聲時間為30min-120min;
[0027]將含有親水基團的氮硫化合物作為氮源和硫源溶于上述氧化石墨烯的水溶液中，再加入一定量的綠色還原劑后，攪拌均勻得到混合液;其中，所述氮硫化合物、氧化石墨烯和綠色還原劑的質量比為(1-5):1:(1-10)，且攪拌時間為30min-120min，攪拌轉速為200rpm-1000rpm；
[0028]將上述的混合液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在100°C-200°C條件下反應6h_18h后，收集黑色固體產物并用去離子水洗滌數(shù)次，直至洗滌后的廢液PH為7，得到高濃度水溶性氮硫共滲雜石墨??；
[0029]其中，所述含有親水基團的氮硫化合物可以為氨基苯磺酸、氨基乙磺酸、氨基磺酸中的一種或多種，所述綠色還原劑可以為維生素C、檸檬酸、葡萄糖、麥芽糖中的一種或多種。
[0030]本發(fā)明的有益效果:
[0031](I)本發(fā)明提供的上述氮硫共摻雜石墨烯的制備方法僅采用一步法就制備出了高水溶性、氮硫共摻雜的石墨烯，該制備方法原料廉價，工藝簡單，溫度要求低(只需100°c-2000C)，能耗少，成本低，產物產率高達85%-90%,且制備的氮硫共摻雜石墨烯產品性能穩(wěn)定，實現(xiàn)了大規(guī)模生產的基本要求。
[0032](2)本發(fā)明制備的氮硫共摻雜石墨烯帶有親水基團，具有很好的穩(wěn)定性和水溶性，其在水溶液中分散的濃度可高達10mg/mL，且此時形成的氮硫共摻雜石墨烯的水溶液的pH值為中性，Zeta電位為-68mV，根據(jù)美國ASTM D4187-82標準，Zeta電位的絕對值大于60mV的水溶液體系具有極好的穩(wěn)定性，因此，本發(fā)明制備的氮硫共摻雜石墨烯，在其水溶液濃度為10mg/mL時，該水溶液也具有良好的穩(wěn)定性和分散性。
[0033](3)本發(fā)明制備的氮硫共摻雜石墨烯可用于能源、電子和生物等領域，為解決能量存儲、電子器件設計和生物醫(yī)療等方面提供理想、充足的材料支撐。
【附圖說明】
[0034]圖1為實施例1制得的氮硫共摻雜石墨烯的掃描電鏡圖；
[0035]圖2為實施例1制得的氮硫共摻雜石墨烯的XPS全譜圖；
[0036]圖3為實施例1制得氮硫共摻雜石墨烯的Cls分峰圖；
[0037]圖4為實施例1制得的氮硫共摻雜石墨烯Zeta電位圖。
【具體實施方式】
[0038]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明可實施范圍的限定。
[0039]實施例1
[0040]本實施例提供了一種氮硫共摻雜石墨烯，其原料組成包括氨基苯磺酸、氧化石墨烯和維生素C，其中，所述氨基苯磺酸、氧化石墨烯和維生素C的質量比為1:1:1。
[0041]本實施例提供的氮硫共摻雜石墨烯，常溫下，在水中的溶解度10mg/mL。
[0042]本實施例的氮硫共摻雜石墨烯通過以下步驟制得:
[0043](I)在室溫下，將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，制得的濃度為0.5mg/mL的氧化石墨烯的水溶液，超聲時間為30min;將氨基苯磺酸溶于該氧化石墨烯的水溶液中，再加入維生素C作為還原劑，攪拌均勻得到混合液;其中，氨基苯磺酸、氧化石墨烯和維生素C的質量比為1:1:1，且攪拌時間為30min，攪拌速率為200rpm;
[0044](2)將上述混合液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在100°C條件下反應6h后，收集黑色固體產物并用去離子水洗滌數(shù)次，即得到氮硫共摻雜石墨烯，產率為85 %。
[0045]所述氧化石墨烯的水溶液為深黃色，分散均勻，本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯產物的水溶液為黑色，同樣具有很好的分散性，且放置一段時間后底部沒有沉降物。
[0046]對本實施例制備方法制得的氮硫共摻雜石墨烯進行測試:
[0047]圖1為本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯的掃描電鏡圖，如圖1所示，氮硫共摻雜石墨烯的表面有很多褶皺，這說明引入的摻雜元素(氮和硫)很好地破壞了石墨烯片層間的庫倫靜電力和范德華力，本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯具有更大的電荷存儲能力。
[0048]圖2為本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯的XPS全譜圖，從圖2中可以看出明顯的氮(N)特征峰和硫(S)特征峰，說明N和S已成功摻雜到石墨烯中。
[0049]圖3為本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯的Cls分峰圖；從圖3中可以看出，氮硫共摻雜石墨烯中的氮(N)和硫(S)已分別與石墨烯中的碳(C)形成了 C-N共價鍵和C-S共價鍵，更說明N和S已成功摻雜到石墨烯中。
[0050]將本實施制得的氮硫共摻雜石墨烯配制成濃度為5mg/mL的水溶液，并在常溫下測定其Zeta電位圖，如圖4所示，該水溶液的Zeta電位約為-70mV，根據(jù)美國ASTM D4187-82標準，說明該氮硫共摻雜石墨烯的水溶液具有極好的分散性，此時，該水溶液的PH值7。
[0051 ]本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯在能源領域的應用:
[0052]將本實施例制得的氮硫共摻雜石墨稀通過一步法直接制備儲能器件的電極材料，其具體步驟為:
[0053]將本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯配制成5mg/mL的氮硫共摻雜石墨烯的水溶液，然后一塊2cmX5cm的無塵布浸漬在所述氮硫共摻雜石墨烯的水溶液中，2分鐘后取出，隨后自然烘干，得到柔性的超級電容器電極材料，即被氮硫共摻雜石墨烯包覆的無塵布。
[0054]通過對上述柔性的超級電容器電極材料進行電化學性能測試，該柔性的超級電容器電極材料具有很好地電容性能，在IA/g時的比電容高達130F/g，同時還表現(xiàn)出很好地倍率性能和機械穩(wěn)定性，在循環(huán)穩(wěn)定性測試中，1000次循環(huán)后的比電容基本沒有發(fā)生明顯降低，這說明本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯可以作為儲能材料，其在能源領域具有很好地應用前景。
[0055]本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯在電子器件領域的應用:
[0056]將本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯按質量比20:1的分散比例稀釋分散去離子水中，得到氮硫共摻雜石墨烯漿料，然后通過涂布的方式得到氮硫共摻雜石墨烯導熱膜和氣硫共慘雜石墨稀導電圖案。
[0057]通過對上述氮硫共摻雜石墨烯導熱膜進行導熱性能測試，該氮硫共摻雜石墨烯導熱膜在平面上的熱導率達到60W/m K，通過對上述氮硫共摻雜石墨烯導電圖案進行導電性能測試，該氮硫共摻雜石墨烯導電圖案的電導率為750S/m，這說明本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯具有很好地導電導熱性，可以作為導電、導熱材料在電子器件等領域發(fā)揮很好地作用，且可以通過涂布的方式制備氮硫共摻雜石墨烯導熱、導電器件，從而使其在電子器件、集成電路中發(fā)揮廣泛的應用。
[0058]實施例2
[0059]本實施例提供了一種氮硫共摻雜石墨烯，其原料組成包括氨基苯磺酸、氧化石墨烯和檸檬酸，其中，所述氨基苯磺酸、氧化石墨烯和檸檬酸的質量比為2:1:2。
[0060]本實施例提供的氮硫共摻雜石墨烯，常溫下，在水中的溶解度為8mg/mL。
[0061 ]本實施例的氮硫共摻雜石墨烯通過以下步驟制得:
[0062](I)在室溫下，將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，制得的濃度為2mg/mL的氧化石墨烯的水溶液，超聲時間為60min;將氨基苯磺酸溶于該氧化石墨烯的水溶液中，再加入檸檬酸作為還原劑，攪拌均勻得到混合液;其中，氨基苯磺酸、氧化石墨烯和檸檬酸的質量比為2:1:2，且攪拌時間為60min，攪拌速率為400rpm ；
[0063](2)將上述混合液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在120°C條件下反應9h后，收集黑色固體產物并用去離子水洗滌數(shù)次，即得到氮硫共摻雜石墨烯，產率為87.1 %。
[0064]掃描電鏡分析本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯表面形成了很好地褶皺，XPS圖譜中也可以看到N特征峰和S特征峰，說明N和S已成功摻雜到石墨烯中，Zeta電位圖表明本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯在其濃度為8mg/mL的水溶液中具有極好的分散性，此時，該水溶液的pH值為7。
[0065]實施例3
[0066]本實施例提供了一種氮硫共摻雜石墨烯，其原料組成包括氨基乙磺酸，氧化石墨烯和葡萄糖，其中，所述氨基乙磺酸，氧化石墨烯和葡萄糖的質量比為3:1:6。
[0067]本實施例提供的氮硫共摻雜石墨烯，常溫下，在水中的溶解度為6mg/mL。
[0068]本實施例的氮硫共摻雜石墨烯通過以下步驟制得:
[0069](I)在室溫下，將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，制得的濃度為3mg/mL的氧化石墨烯的水溶液，超聲時間為120min;將氨基乙磺酸溶于該氧化石墨烯的水溶液中，再加入葡萄糖作為還原劑，攪拌均勻得到混合液;其中，氨基乙磺酸，氧化石墨烯和葡萄糖的質量比為3:1:6，且攪拌時間為90min，攪拌速率為600rpm ；
[0070](2)將上述混合液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在120°C條件下反應12h后，收集黑色固體產物并用去離子水洗滌數(shù)次，即得到氮硫共摻雜石墨烯，產率為87.5 %。
[0071]掃描電鏡分析本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯表面形成了很好地褶皺，XPS圖譜中也可以看到N特征峰和S特征峰，說明N和S已成功摻雜到石墨烯中，Zeta電位圖表明本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯在其濃度為6mg/mL的水溶液中具有極好的分散性，此時，該水溶液的pH值為7。
[0072]實施例4
[0073]本實施例提供了一種氮硫共摻雜石墨烯，其原料組成包括氨基磺酸、氧化石墨烯和麥芽糖，其中，所述氨基磺酸、氧化石墨烯和麥芽糖的質量比為4:1:8。
[0074]本實施例提供的氮硫共摻雜石墨烯，常溫下，在水中的溶解度為4mg/mL。
[0075]本實施例的氮硫共摻雜石墨烯通過以下步驟制得:
[0076](I)在室溫下，將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，制得的濃度為4mg/mL的氧化石墨烯的水溶液，超聲時間為10min;將氨基磺酸溶于該氧化石墨烯的水溶液中，再加入麥芽糖作為還原劑，攪拌均勻得到混合液;其中，氨基磺酸、氧化石墨烯和麥芽糖的質量比為4:1:8，且攪拌時間為60min，攪拌速率為800rpm ；
[0077](2)將上述混合液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在150°C條件下反應15h后，收集黑色固體產物并用去離子水洗滌數(shù)次，即得到氮硫共摻雜石墨烯，產率為88.2%。
[0078]掃描電鏡分析本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯表面形成了很好地褶皺，XPS圖譜中也可以看到N特征峰和S特征峰，說明N和S已成功摻雜到石墨烯中，Zeta電位圖表明本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯在其濃度為4mg/mL的水溶液中具有極好的分散性，此時，該水溶液的pH值為7。
[0079]實施例5
[0080]本實施例提供了一種氮硫共摻雜石墨烯，其原料組成包括氨基乙磺酸，氨基磺酸、氧化石墨烯和維生素C、葡萄糖，其中，所述氨基乙磺酸，氨基磺酸、氧化石墨烯和維生素C、葡萄糖的質量比為2:2:1:4:4。
[0081]本實施例提供的氮硫共摻雜石墨烯，常溫下，在水中的溶解度為2mg/mL。
[0082]本實施例的氮硫共摻雜石墨烯通過以下步驟制得:
[0083](I)在室溫下，將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，制得的濃度為5mg/mL的氧化石墨烯的水溶液，超聲時間為120min;將氨基乙磺酸、氨基磺酸溶于該氧化石墨烯的水溶液中，再加入維生素C、葡萄糖作為還原劑，攪拌均勻得到混合液；其中，氨基乙磺酸，氨基磺酸、氧化石墨烯和維生素C、葡萄糖的質量比為2: 2:1:4:4，且攪拌時間為120min，攪拌速率為400rpm;
[0084](2)將上述混合液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在180°C條件下反應18h后，收集黑色固體產物并用去離子水洗滌數(shù)次，即得到氮硫共摻雜石墨烯，產率為86.4 %。
[0085]掃描電鏡分析本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯表面形成了很好地褶皺，XPS圖譜中也可以看到N特征峰和S特征峰，說明N和S已成功摻雜到石墨烯中，Zeta電位圖表明本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯在其濃度為2mg/mL的水溶液中具有極好的分散性，此時，該水溶液的pH值為7。
[0086]實施例6
[0087]本實施例提供了一種氮硫共摻雜石墨烯，其原料組成包括氨基苯磺酸、氨基乙磺酸，氧化石墨烯和維生素C、麥芽糖，其中，所述氨基苯磺酸、氨基乙磺酸，氧化石墨烯和維生素C、麥芽糖的質量比為2:3:1:3:6。
[0088]本實施例提供的氮硫共摻雜石墨烯，常溫下，在水中的溶解度為5mg/mL。
[0089]本實施例的氮硫共摻雜石墨烯通過以下步驟制得:
[0090](I)在室溫下，將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，制得的濃度為3mg/mL的氧化石墨烯的水溶液，超聲時間為10min;將氨基苯磺酸、氨基乙磺酸溶于該氧化石墨烯的水溶液中，再加入維生素C、麥芽糖作為還原劑，攪拌均勻得到混合液;其中，氨基苯磺酸、氨基乙磺酸，氧化石墨烯和維生素C、麥芽糖的質量比為2:3:1:3:6，且攪拌時間為90min，攪拌速率為100rpm;
[0091](2)將上述混合液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在180°C條件下反應18h后，收集黑色固體產物并用去離子水洗滌數(shù)次，即得到氮硫共摻雜石墨烯，產率為89.2%。
[0092]掃描電鏡分析本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯表面形成了很好地褶皺，XPS圖譜中也可以看到N特征峰和S特征峰，說明N和S已成功摻雜到石墨烯中，Zeta電位圖表明本實施例制得的氮硫共摻雜石墨烯在其濃度為5mg/mL的水溶液中具有極好的分散性，此時，該水溶液的PH值為7。
[0093]由實施例1-6可知，本發(fā)明提供的氮硫共摻雜石墨烯的制備方法，在低溫(100°C-200°C)下就能實現(xiàn)制備過程，且本發(fā)明的制備方法工藝簡單，原料廉價易得，生產成本低，產物產率高達85%-90%，易于大規(guī)模生產。此外，由本發(fā)明的制備方法制得的氮硫摻雜石墨烯兼顧了水溶性和穩(wěn)定性，為該氮硫摻雜石墨烯作為新型材料在水性涂料、導電油墨、韌性電極等儲能、儲氫等領域中的應用提供了基礎，同時還為氮硫摻雜石墨烯替代貴金屬催化劑和應用于場效應晶體管等領域提供了希望，結合該材料自身優(yōu)勢和在上述應用的可能，本發(fā)明的氮硫摻雜石墨烯材料將會在功能電子器件領域具有很高的研究價值和應用前。岷
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【主權項】
1.一種氮硫共摻雜石墨烯，其特征在于:所述氮硫共摻雜石墨烯的原料組成包括含有親水基團的氮硫化合物、氧化石墨稀和綠色還原劑，所述含有親水基團的氮硫化合物、氧化石墨烯和綠色還原劑的質量比為(1-5): I: (1-10)。2.根據(jù)權利要求1所述的氮硫共摻雜石墨烯，其特征在于:所述含有親水基團的氮硫化合物包括氨基苯磺酸、氨基乙磺酸和氨基磺酸中的一種或幾種的組合。3.根據(jù)權利要求1所述的氮硫共摻雜石墨烯，其特征在于:所述綠色還原劑包括維生素C、檸檬酸、葡萄糖和麥芽糖中的一種或幾種的組合。4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的氮硫共摻雜石墨烯，其特征在于:常溫下，所述氮硫共摻雜石墨稀在水中的溶解度為2mg/ mL-1 Omg/ mL。5.權利要求1-4任一項所述的氮硫共摻雜石墨烯的制備方法，其包括以下步驟: 將含有親水基團的氮硫化合物與氧化石墨烯的水溶液混合，然后加入綠色還原劑，得到混合液； 將所述混合液在100°C-200°C條件下反應6h-18h后提純，得到氮硫共摻雜石墨烯。6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于:在所述氧化石墨烯的水溶液中，氧化石墨稀的濃度為0.5mg/mL-5mg/mL。7.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述得到混合液的步驟包括: 將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，得到氧化石墨烯的水溶液，向所述氧化石墨烯的水溶液中加入含有親水基團的氮硫化合物，再加入綠色還原劑，然后攪拌均勻得到混合液。8.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于:所述氧化石墨烯超聲分散的時間為30min_120min; 優(yōu)選地，所述攪拌的時間為30min-120min，轉速為200rpm-800rpm。9.根據(jù)權利要求5-8任一項所述的制備方法，其特征在于:所述氮硫共摻雜石墨烯的產率為 85%-90 %。10.權利要求1-4任一項所述的氮硫共摻雜石墨烯作為柔性電極材料和/或導電、導熱材料的應用。
【文檔編號】C01B31/04GK106082184SQ201610402646
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】孫蓉, 朱朋莉, 蘇海波, 李剛
【申請人】深圳先進技術研究院