氮掺杂石墨烯的制备及其应用

石墨烯具有理想的二维结构是因为其中碳原子的 sp2 杂化结构同时具有极大的比表面积、高传导性、优质的化学稳定性以及低成本等优点使它成为复合材料的理想载体。然而石墨烯却没有能带间隙使其电导性不易被控制并且石墨烯表面滑腻且呈惰性无益于与其他材料的混合从而阻碍了石墨烯的应用。经研究发现氮原子的尺寸最靠近碳原子因此它们与石墨烯的相容性更好而且易于掺杂在石墨烯晶格中以获得稳定的氮掺杂石墨烯材料NG。更重要的是氮的引入产生N-C键其中与 N 原子相邻的 C 原子携带更多的正电荷这可以有效地增加石墨烯材料的电负性和核电子吸附改善 NG 可以为氧化还原反应创造更好的催化条件。这些特性使 NG 的制备和应用成为各个领域的重要方向。论文综述了为开发更高效的NG 提供了一些基准以解决理论和实践中的技术问题和各个领域的挑战。