本发明涉及一种非金属衬底插层式氮掺杂制备石墨烯的方法，包括以下步骤：对层式支架和非金属衬底进行清洗和预处理；将非金属衬底放入层式支架上，将放置有非金属衬底的层式支架放入石英管中，向石英管内通入载气，将石英管内温度升至800‑1200℃，保温30‑80min，向石英管内通入碳源气体和氮源气体，生长时间为20‑100min；生长完毕后，停止加热，关闭碳源气体和氮源气体，继续通载气，待石英管内温度降至室温，取出层式支架。本发明利用层式支架直接在非金属衬底上掺杂生长石墨烯，生长有石墨烯的非金属衬底可以直接用于透明电极等电子器件的应用，减少了石墨烯透明电极等电子器件制备过程中的工序，降低了制作成本。