1.一种氮掺杂多孔石墨烯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:通过改进Hummer’s法制备氧化石墨烯悬浮液,并经冷冻干燥得到氧化石墨烯气凝胶;
将所述氧化石墨烯气凝胶与含氮前驱体、活化剂均匀分散至去离子水中,随后经干燥、高温煅烧得到氮掺杂多孔石墨烯;其中,所述含氮前驱体选自尿素、三聚氰胺、氢氧化铵中的至少一种;
所述活化剂选自KFeO4、KOH中的至少一种。
2.根据权利要求1所述氮掺杂多孔石墨烯的制备方法,其特征在于,所述通过改进Hummer’s法制备氧化石墨烯悬浮液的步骤包括:将超细石墨与混酸溶液混合均匀,得到混合液A;
将混合液A置于冰浴中,并向其中缓慢加入高锰酸钾,得到混合液B;
将混合液B在45~55℃温度下反应10~14h,随后冷却至室温,得到混合液C;
将混合液C倒在冰块上,搅拌均匀,搅拌过程中加入过氧化氢,直到体系变色,得到氧化石墨烯悬浮液。
3.根据权利要求2所述氮掺杂多孔石墨烯的制备方法,其特征在于,所述混酸溶液为浓硫酸和浓磷酸的混合液,且浓硫酸与浓磷酸体积比为(8~10):1,所述超细石墨的粒径为5~30μm;所述超细石墨与混酸溶液的用量比为1g:(100~150)mL;所述超细石墨与高锰酸钾的质量比为1:(4~8);所述过氧化氢的质量浓度为25%~30%,所述超细石墨与过氧化氢的用量比为1g:(2~4)mL。
4.根据权利要求1所述氮掺杂多孔石墨烯的制备方法,其特征在于,所述含氮前驱体与氧化石墨烯气凝胶的质量比为(3~8):1,所述活化剂与氧化石墨烯气凝胶的质量比为(0.5~3):1。
5.根据权利要求4所述氮掺杂多孔石墨烯的制备方法,其特征在于,所述含氮前驱体与氧化石墨烯气凝胶的质量比为5:1,所述活化剂与氧化石墨烯气凝胶的质量比为(1~2.5):
1。
6.根据权利要求1所述氮掺杂多孔石墨烯的制备方法,其特征在于,所述高温煅烧在惰性气体气氛下进行,所述高温煅烧的温度为700~1000℃,所述高温煅烧的时间为1~5h,升温速率为3~5℃/min。
7.一种氮掺杂多孔石墨烯,其特征在于,所述氮掺杂多孔石墨烯通过权利要求1~6中任一项所述氮掺杂多孔石墨烯的制备方法得到。
8.一种氮掺杂多孔石墨烯的应用,其特征在于,所述氮掺杂多孔石墨烯应用于高效催化还原芳硝基化合物。
9.根据权利要求8所述氮掺杂多孔石墨烯的应用,其特征在于,所述芳硝基化合物包括但不限于4‑硝基苯酚、对硝基苯胺和对硝基甲苯,还原剂为硼氢化钠,所述氮掺杂多孔石墨烯应用于高效催化还原芳硝基化合物的过程在室温条件下进行。
10.根据权利要求8所述氮掺杂多孔石墨烯的应用,其特征在于,所述氮掺杂多孔石墨烯应用于高效催化还原芳硝基化合物的步骤包括:将氮掺杂多孔石墨烯分散于去离子水中,形成氮掺杂多孔石墨烯分散液;
将芳硝基化合物溶于去离子水中,形成芳硝基化合物水溶液;
将所述氮掺杂多孔石墨烯分散液和硼氢化钠加入所述芳硝基化合物水溶液中混合反应以催化还原水中的芳硝基化合物;其中,所述氮掺杂多孔石墨烯分散液的浓度为1~3mg/mL,体积为1~10μL;
所述芳硝基化合物的浓度为0.1~0.5mM,体积为1~10mL;
所述硼氢化钠与芳硝基化合物的摩尔比为(100~1000):1。