在石墨烯氧化物（GO）的存在下，利用2-氯乙胺盐酸作为氮前体，通过水热法合成氮掺杂石墨烯。由于其在室温下的储氢应用，我们开发了氮掺杂石墨烯材料。氮掺杂石墨烯层状材料在室温和90巴压力下显示出〜1.5重量％的储氢能力。
Fig.1 氮掺杂石墨烯材料的逐步合成示意图
Fig.2 曲线图显示了从石墨到石墨氧化物和化学衍生的氮掺杂石墨烯的转化过程
Fig.3 氮掺杂石墨烯、石墨氧化物和石墨粉末的X射线衍射图
Fig.4 氮掺杂石墨烯、石墨氧化物和石墨粉末的FT-IR光谱
Fig.5 氮掺杂石墨烯、石墨氧化物和石墨粉末的拉曼光谱
Fig.6 氮掺杂石墨烯、石墨氧化物和石墨粉末的（a）BET-N2吸附/脱附等温线和（b）孔径分布
Fig.7 氮掺杂石墨烯材料不同放大倍率（a），（b），（c）和（d）的高分辨率扫描电子显微镜（HRSEM）图像
Fig.8 氮掺杂石墨烯材料不同放大倍率（a），（b），（c）和（d）的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）图像和（d-inset图）SAED图案
Fig.9 氮掺杂石墨烯材料的（e）STEM图像和（f）（g）和（h）C，N，O元素分布图以及（i），（j）HRTEM-EDAX分析图像
Fig.10 氮掺杂石墨烯材料的XPS图谱
Fig.11 氮掺杂石墨烯、石墨氧化物和石墨粉末在298 K和90 bar压力下的吸附/脱附等温线
总结
我们已经制备了一种利用2-氯乙胺盐酸作为氮源的有效，可重复的氮掺杂石墨烯材料。 并且石墨烯层中的氮含量可以高达〜7.5at％。氮掺杂石墨烯材料在298K和90bar下实现了约1.5wt％的储氢能力。
相关研究成果发表在Scientific Research (DOI:10.4236/graphene.2017.62004)上。