編號：CPJS06457
篇名：氮摻雜石墨烯制備及其應用研究進展
作者：康婉文 全海燕 黃永浩 羅品 梁耀恒 鐘碧琪 李政 朱武青 莫昌泳 吳基平 廖宏杰 王曉文 陳東初 張敏 戶華文
關鍵詞： 氮摻雜石墨烯 氧化石墨烯 改性 功能化 雜元素原子
機構： 佛山科學技術學院 廣東省新能源和可再生能源研究開發(fā)與應用重點實驗室
摘要： 石墨烯作為物理、化學、生物醫(yī)藥、材料科學等學科領域的一大研究熱點,它存在以下幾個方面的局限性而在一定程度上限制了它的廣泛應用:1) 理想石墨烯材料具有的零帶隙電子結構限制了它在光電領域的應用,2) 具有高表面能的石墨烯片層極易團聚而致使其散失所特有的諸多優(yōu)異性能,3) 由于與其它材料的界面結合牢度不夠,表面呈現惰性的石墨烯片層不易與其它材料復合。為了使石墨烯材料獲得更加廣泛的應用,功能化改性處理一直都被作為一個研究熱點而被廣泛深入研究。功能化石墨烯不僅可以利用石墨烯諸多本征優(yōu)異性能,還可以賦予其新的結構及功能,從而實現更廣泛的應用。調控石墨烯物理化學性質的熱門方法之一是通過利用像無機非金屬原子等異質原子進行摻雜處理,使石墨烯重組子晶格結構,打破其原有的對稱性和規(guī)則嵌套結構。氮原子具有相比于其它無機非金屬原子更接近碳原子的大小,故與石墨烯有著更好的相容性,易于摻雜進入石墨烯的晶格中而獲得穩(wěn)定的氮摻雜石墨烯(NG)材料。更重要的是,氮元素的摻入將會產生N-C鍵,其中毗鄰N原子的C原子將會帶有更多的正電荷,從而能有效增強石墨烯材料的電負性,這種電子吸附性的增強可為氧化還原反應創(chuàng)造更佳的催化條件,這些特性使得NG的研究及應用成為了各領域的重要方向。本論文綜述了近幾年NG的制備方法,分析比較了各制備方法的優(yōu)缺點,并對其現階段研究瓶頸問題和在催化、超級電容器、光催化、生物傳感、抗菌等應用方向進行了總結性展望。本綜述論文將為開發(fā)更多高性能NG基材料用于解決各科技和工業(yè)領域基礎理論和實際技術問題和挑戰(zhàn)具有一定參考價值。
