1.一種在垂直方向限域的微反應器內制備二維氮摻雜石墨烯的方法,其特征在于:垂直方向限域的微反應器用C4~C16烷基二甲基芐基溴化銨改性蒙脫土的夾層內,其層間距可以通過陽離子表面活性劑的烷基鏈長短來調節,其層間距決定所填充的作為碳源和氮源的聚(2,5-苯并咪唑)(ABPBI)多少,進而決定熱解后得到氮摻雜石墨烯的層數;可溶性的ABPBI的溶液用真空輔助的方法填充到模板劑的夾層中,ABPBI分子中的芳香環在夾層內規則排列,在惰性氣體保護下,熱解、用氫氟酸洗滌除去模板劑,制備高氮含量的二維氮摻雜石墨烯;ABPBI溶液與不同層間距的層狀模板劑,按照不同質量比混合、氬氣保護下高溫爐內熱解2~3h,用氫氟酸去模板即可得到的二維氮摻雜石墨烯;所述的二維氮摻雜石墨烯,應用于催化氧還原反應的催化劑,用在金屬空氣電池、燃料電池;也可用于催化電解水氧析出反應的催化劑;還可用于超級電容器的電極材料。
2.根據權利要求1所述的垂直方向限域的微反應器,其特征在于:用C4~C16烷基二甲基芐基溴化銨改性的蒙脫土,其層間距可以通過陽離子表面活性劑的烷基鏈長短來調節,其夾層的層間距在0.2~0.6nm,夾層間變為疏水性的,易于疏水性高分子ABPBI分子的插入。
3.根據權利要求1所述的ABPBI,其特征在于:高分子鏈是由芳香性的剛性苯并咪唑組成,且分子中含有富含氮元素的咪唑環和端氨基;聚合物粘均分子量在1~3萬之間,可以溶解在二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)和N-甲基吡咯烷酮等有機溶劑。
4.根據權利要求1所述的ABPBI與模板劑改性蒙脫土的質量比為2:1~1:3;具體操作方式為:稱取一定量的微反應器改性蒙脫土在高溫爐內160~220℃加熱2h,以除去多層材料夾層中吸附水、氣體或雜質,待冷至室溫,轉移到連有真空泵的壓力容器內,抽真空30~40 min,用注射器向壓力容器內注射一定量的ABPBI溶液,使ABPBI溶液浸泡改性蒙脫土,繼續抽真空,迫使ABPBI分子加入反應器夾層內,待容器內無液體后,繼續上述操作直至ABPBI溶液被用完,抽干即可;把吸入ABPBI溶液的改性蒙脫土,取出在真空干燥箱內60~120℃陳化,烘干,待冷卻至室溫的樣品取出,研細,放入瓷舟,在高溫爐內氬氣保護下熱解2~3h,待爐溫冷卻后,取出樣品,用氫氟酸洗去改性蒙脫土,用去離子水洗去酸,干燥,即得到黑色的二維氮摻雜石墨烯產品。
5.根據權利要求1所述的熱解溫度為700~1100℃。