Графен, модифицированный атомами азота, и способ его приготовления
Патенты
| Язык: |
Русский |
| Тип: |
Патент на изобретение |
| Номер (11) |
RU 2750709 C1 |
| Номер заявки (21): |
2020134130 |
| Дата подачи заявки (22): |
19 окт. 2020 г. |
| Дата начала отсчета срока действия патента (24): |
19 окт. 2020 г. |
| Дата публикации патента (44,45,46): |
1 июл. 2021 г. |
| Дата публикации заявки (43): |
|
| Авторы |
Чесноков В.В.
,
Пармон В.Н.
,
Чичкань А.С.
|
| Организации |
| 1 |
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН)
|
|
Изобретение относится к области получения графена, модифицированного атомами азота, который находит применение в электронных устройствах для запасания энергии, таких как суперконденсаторы, литий-ионные аккумуляторы. Для приготовления графена, модифицированного атомами азота, нагревают дисперсный простой или смешанный оксид металлов II группы в проточном реакторе в течение 20-30 мин в токе инертного газа при расходе 15-20 л/ч до 650-700°С. Затем, не охлаждая реактора, инертный газ заменяют на смесь газов NH3-C2H2-C2H4 и проводят реакцию разложения газов при 650-700°С в течение 30-120 мин и расходе газовой смеси 5-15 л/ч. Зауглероженный продукт охлаждают в токе инертного газа. Осуществляют травление зауглероженного оксида металла обработкой раствором кислоты для очистки углеродной плёнки от исходного оксида металла. Полученный образец азотсодержащего графена отфильтровывают, промывают и высушивают. Получают графен, модифицированный атомами азота, содержащий 1-5 углеродных слоев и до 5 мас.% азота. Изобретение позволяет упростить получение графена, модифицированного атомами азота, повысить его качество.
FIELD: material engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the production of graphene modified by atoms of nitrogen, which is used in electronic devices for storing energy, such as supercapacitors, lithium-ion batteries. To prepare graphene modified with nitrogen atoms, a dispersed simple or mixed group II metal oxide is heated in a flow reactor for 20-30 minutes in an inert gas current at a flow rate of 15-20 l/h to 650-700°C. Then, without cooling the reactor, the inert gas is replaced with a mixture of NH3-C2H2-C2H4 gases and the gas decomposition reaction is carried out at 650-700°C for 30-120 minutes and the gas mixture flow rate is 5-15l/h. The carbonized product is cooled in an inert gas current. The carbonized metal oxide is etched by treatment with an acid solution to purify the carbon film from the original metal oxide. The resulting sample of nitrogen-containing graphene is filtered, washed and dried. Graphene modified with nitrogen atoms is obtained, containing 1-5 carbon layers and up to 5wt.% of nitrogen.
EFFECT: invention makes it possible to simplify the production of graphene modified by nitrogen atoms, to improve its quality.