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韩国东国大学ae-Joon Lee课题组--边缘羧基化石墨烯纳米片作为有效的电化学超级电容器电极材料
出处:石墨烯杂志  录入日期:2020-01-02  点击数:638

  这里,通过机械化学反应(或球磨法)在干冰条件下制备了边缘羧基化石墨烯纳米片(ECG),将其用作有效的电极材料用于超级电容器。与传统溶液剥离石墨制得的氮掺杂羧基石墨烯(NGOOH)相比,该ECG有较高含量的边缘羧基官能团,结构缺陷较少。ECG结构缺陷水平约为16.2%,而NGOOH高达48.9%。边缘羧基化增加了石墨烯本身的电活性表面积,亲水性和可润湿性,且其内在特性不会遭受严重破坏,例如化学,机械和电子特性。该ECG可以在石墨烯孔内实现更有效的离子吸附和快速的电解质扩散,在1 A/g电流密度下,电容达到365.72 F/g,还具有良好的充电放电性能和倍率特性。而NGOOH的储能性质显著降低,电容只有175.05 F/g,这可能是因为NGOOH本身的高结构缺陷性影响其电学性质。

 


  Figure 1. NGOOH,ECG,和HECG的合成示意图。


  Figure 2. NGOOH,ECG,和HECG的(a)SEM图和(b)AFM图。


  Figure 3.G,NGOOH,ECG,和HECG的(a)XRD图和(b)FTIR图。


  Figure 4.不同电极材料在1 M H2SO4电解液中的CVs曲线,扫速为20 mV s-1,(b)恒电流充放电曲线,电流密度为1 A g-1,(c)比电容与电流密度的关系,以评估倍率特性,(d)ECG的稳定性测试,在三电极体系中2 A g-1电流密度下循环10000圈。


  Figure 5. ECG中含氧羧基官能团在可逆赝电容反应中的工作机制。

  该研究工作由韩国东国大学ae-Joon Lee课题组于2019年发表在Carbon期刊上。原文:Edge-carboxylated graphene nanoplatelets as efficient electrode materials for electrochemical supercapacitors(Carbon 142 (2019) 89e98)。
  来源:石墨烯杂志

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