为了制备这种先进复合材料，先对酸性氧化石墨烯（AGO）和 PANI 进行球磨，然后进行低温化学膨胀，最终形成化学膨胀石墨烯（CEG），形成晶格层间距为0.362 nm的介孔纳米网，并嵌入PANI纳米颗粒。CEG-PANI 纳米复合材料的性能优于CEG，在 200mA-g-1 条件下循环 150 次后的比可逆容量为 664mAh-g-1，在 2000mA-g-1条件下循环350次后的放电容量为253 mAh-g-1。CEG-PANI电化学性能的提高归功于它的大比表面积、介孔结构和掺杂有聚苯胺的N杂原子的导电均质石墨烯纳米网络，它们为锂离子的快速存储提供了足够的活性位点。纳米结构的CEG-PANI是锂离子电池阳极的理想候选材料。
图1.CEG-PANI的合成过程图示。
图2.（a） CEG-PANI （1：0.1）、（b） CEG-PANI （1：0.2）、（c） CEG-PANI （1：0.5）和 （d） CEG-PANI （1：1） 的 SEM 显微照片。（e） N2CEG-PANI的吸附/解吸等温线（1：0.2）。（f） CEG-PANI的孔径分布（1：0.2）。
图3.（a，b）CEG-PANI的TEM形态特征（1：0.2）。（c）高分辨率透射电镜显微照片显示，六方碳的层间距为0.36的晶面对应于（0 0 2）面。（d）石墨烯片上记录的衍射图，其中亮环对应于CEG-PANI（1：0.2）中石墨烯的（0 0 2）晶面。（e-i） 显示 （f） C、（h） N 和 （i） O 分布的材料的相应元素图图像。
图4.（a） AGO、PANI、CEG、CEG-PANI （1：0.1）、CEG-PANI （1：0.1）、CEG-PANI （1：0.5） 和 CEG-PANI （1：1） 粉末的XRD图谱。（b） AGO、PANI、CEG、CEG-PANI （1：0.1）、CEG-PANI （1：0.2）、CEG-PANI （1：0.5）和 CEG-PANI （1：1）粉末的拉曼光谱和 （c） 傅里叶变换红外光谱。
图 5.(a) AGO 的 C1s；(b) PANI 的 C1s；(c) CEG 的 C1s；(d) CEG-PANI (1:0.2)的 C1s；(e) PANI 的 N1s 和 (f)CEG-PANI (1:0.2) 的 N1s 光谱的 X 射线光电子能谱表征。
图6.纳米复合材料的电化学性能
图7. (a) CEG-PANI (1:0.2) 在不同扫描速率下的 CV 曲线。(b) 线性拟合后不同峰值电流下的 b 值。(c) 不同扫描速率下伪电容和扩散容量的贡献比。(d) 扫描速率为 1.0 mV-s-1 时复合材料的 CV 曲线和阴影区域中计算得出的假电容贡献率。 (e）CEG-PANI（1:0.2）阳极在（f）石化和（g）脱石过程中的GITT 曲线和 Li+扩散系数。(h）AGO、PANI、CEG-PANI（1:0.1,1:0.2,1:0.5,1:1）电极材料的奈奎斯特图。
此项研究探讨了一种新的、低成本的、相当绿色的低温化学膨胀方法，用于制备嵌入聚苯胺纳米颗粒的高质量氮掺杂石墨烯纳米网络，抑制石墨烯层的重新堆积。CEG-PANI纳米复合材料具有介孔结构，比表面积为 383 m2-g-1，孔径为 3.82 nm。通过傅立叶变换红外光谱和 XPS 证明，氮以吡啶氮、吡咯烷酮氮和少量石墨氮的形式被成功引入。此外，与 AGO（515 mAh-g-1）和CEG（765 mAh-g-1）相比，CEG-PANI（1:0.2）在 10 个循环后的最大比容量为 822 mAh-g-1（0.1 A-g-1）。在电流密度为 2000 mA-g-1 的条件下，CEG-PANI 在循环 350 次后仍能保持良好的循环稳定性（253 mAh-g-1）。本研究制备的CEG-PANI材料可被视为锂离子电池的另一种高性能负极材料。
