這里，通過機(jī)械化學(xué)反應(yīng)（或球磨法）在干冰條件下制備了邊緣羧基化石墨烯納米片（ECG），將其用作有效的電極材料用于超級電容器。與傳統(tǒng)溶液剝離石墨制得的氮摻雜羧基石墨烯（NGOOH）相比，該ECG有較高含量的邊緣羧基官能團(tuán)，結(jié)構(gòu)缺陷較少。ECG結(jié)構(gòu)缺陷水平約為16.2％，而NGOOH高達(dá)48.9％。邊緣羧基化增加了石墨烯本身的電活性表面積，親水性和可潤濕性，且其內(nèi)在特性不會遭受嚴(yán)重破壞，例如化學(xué)，機(jī)械和電子特性。該ECG可以在石墨烯孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)更有效的離子吸附和快速的電解質(zhì)擴(kuò)散，在1 A/g電流密度下，電容達(dá)到365.72 F/g，還具有良好的充電放電性能和倍率特性。而NGOOH的儲能性質(zhì)顯著降低，電容只有175.05 F/g，這可能是因?yàn)镹GOOH本身的高結(jié)構(gòu)缺陷性影響其電學(xué)性質(zhì)。
Figure 1. NGOOH，ECG，和HECG的合成示意圖。
Figure 2. NGOOH，ECG，和HECG的（a）SEM圖和（b）AFM圖。
Figure 3.G，NGOOH，ECG，和HECG的（a）XRD圖和（b）FTIR圖。
Figure 4.不同電極材料在1 M H2SO4電解液中的CVs曲線，掃速為20 mV s-1,（b）恒電流充放電曲線，電流密度為1 A g-1，（c）比電容與電流密度的關(guān)系，以評估倍率特性，（d）ECG的穩(wěn)定性測試，在三電極體系中2 A g-1電流密度下循環(huán)10000圈。
Figure 5. ECG中含氧羧基官能團(tuán)在可逆贗電容反應(yīng)中的工作機(jī)制。
該研究工作由韓國東國大學(xué)ae-Joon Lee課題組于2019年發(fā)表在Carbon期刊上。原文：Edge-carboxylated graphene nanoplatelets as efficient electrode materials for electrochemical supercapacitors（Carbon 142 (2019) 89e98）。
