一种硅-氮掺杂碳-氮掺杂石墨烯复合材料及其制备和应用

摘要

本发明公开了一种硅‑氮掺杂碳‑氮掺杂石墨烯复合材料，由氧化石墨烯、含氮碳源和硅构成，其中，氧化石墨烯：含氮碳源：硅的质量比为1～4：2：2～6；通过溶液混合法和高温炭化法得到核壳结构的氮掺杂碳包覆硅颗粒，且该氮掺杂碳包覆硅颗粒均匀地镶嵌在氮掺杂石墨烯层间。其制备过程是：将含氮碳源溶液加入到硅的分散液中，搅拌超声；向在超声过程中的上述混合液中加入氧化石墨烯分散液；再经搅拌加热，蒸发制浆，冷冻干燥，以及高温炭化过程得到硅‑氮掺杂碳‑氮掺杂石墨烯复合材料。本发明利用含氮碳源，既在硅颗粒表面形成碳层，又对碳层及石墨烯进行了氮掺杂，制备过程简单可控、无污染，且此复合材料在很大程度上提高了整体的电化学性能。