张德懿，雷龙艳，尚永花

（兰州理工大学石油化工学院，甘肃 兰州 730050）



氮掺杂对碳材料性能的影响研究进展

张德懿，雷龙艳，尚永花

（兰州理工大学石油化工学院，甘肃 兰州 730050）

摘要：碳材料是目前研究和应用最为广泛的一类无机非金属材料。本文从研究应用角度出发，综述了近年来国内外对氮掺杂碳材料结构与性能的研究实验和理论成果，简述了氮原子掺杂对碳材料电导率、场发射性能、超级电容性能、氧还原催化性能、其他催化性能、储氢性能6个方面的影响。指出氮原子掺杂碳材料的制备和性能研究具有重要的研究价值和应用潜力，氮原子掺杂可以大幅提高碳材料的电化学及催化性能，并赋予其某些奇异的特性，因此通过调控氮掺杂量可以有效控制掺杂材料的形貌和导电性，得到适合不同应用的掺杂产物，有望为基于碳材料的电子设备及催化过程效能的提高开辟新的道路，并指出氮原子掺杂碳材料将成为纳米材料领域的新热点。

关键词：氮掺杂；碳材料；性能；纳米材料

碳材料的性能主要取决于所选用原料、内部结构及其表面活性。其中表面活性被认为是影响碳材料性能的主要因素，对碳材料进行活化和表面功能化可显著改变其表面活性，进而影响材料的最终性能和用途。但传统的活化和改性方法往往在极端和粗糙条件下进行，如利用强氧化性的浓酸高温处理碳材料。这类方法会导致碳材料原始结构的变形，进而影响其性能。……