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韓國東國大學(xué)ae-Joon Lee課題組--邊緣羧基化石墨烯納米片作為有效的電化學(xué)超級電容器電極材料
       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)。
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