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纳米材料制备化学研究室在J. Power Sources上发表离子液体插层和多壁碳纳米管阻隔改善石墨烯基电容器的研究工作

2017年11月18日 09:16  点击:[]

超级电容器由于其超高功率密度、优越循环稳定性、较高能量转换效率等特点,已成为广泛研究的电化学能量存储设备石墨烯,具有极高理论比表面积、理论比容量、高的电子迁移率、优良导热性能和机械性能,从而成为研究热点。目前常规石墨烯宏量制备的方法氧化-还原法。然而,石墨烯片层间π-π范德华力等相互作用,导致氧化石墨烯(GO)在还原过程中容易发生重新堆叠和团聚,使得还原氧化石墨烯(RGO)难以发挥其预期优越特性。近日,纳米材料制备化学研究室在GO水溶液中先后加入离子液体(EMIMBF4)和多壁碳纳米管(MWCNTs)。利用EMIM+GO之间的静电吸引力,EMIM+离子将吸附、插层到GO层间,可调节 GO表面电荷分布,诱导GO片层在水热还原过程中的聚集行为,有效阻碍RGO片层的重现堆叠和团聚,获得了褶皱程度可调的RGO气凝胶;随后,在上述体系中引入碳纳米管,利用碳纳米管作为物理间隔剂和导电增强剂的作用,进一步提高了产物可利用比表面积,并提高了其导电性。此外,所引入离子液还可以改善电极体系浸润性,通过电解质有效浸润与活化可提供更多活性位点和离子快速传输通道,进一步提高其比容量和倍率性能,获得了更佳的电化学性能。

该研究工作发表在J. Power Sources, 2017,363;54-60. (SCI 一区, 6.367)

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