氮摻雜石墨烯凝膠的制備與表征

朱　芬，張新敏，佘　瀟，李　亮

武漢工程大學材料科學與工程學院，湖北 武漢 430074

氮摻雜石墨烯凝膠的制備與表征

朱芬，張新敏，佘瀟，李亮*

武漢工程大學材料科學與工程學院，湖北 武漢 430074

為了拓展石墨烯凝膠在超級電容器方面的應用，采用氨水、水合肼作為還原劑和摻雜劑，通過與氧化石墨烯的水熱反應制備了氮摻雜石墨烯凝膠，并采用X射線光電子能譜，元素分析、掃描電子顯微鏡對產物的結構與微觀形貌進行表征，采用循環伏安法和計時電位法測試其電化學性能.結果表明，在氧化石墨烯的水熱反應體系中引入氮摻雜劑，不僅能得到具有三維多孔結構的有一定力學強度的凝膠，而且經過氮摻雜后石墨烯的電化學性能較純石墨烯的有明顯提高.當掃描速率為10 mV/s時，氮摻雜石墨烯的比電容為196 F/g；當電流密度為1 A/g時，氮摻雜石墨烯的比電容達到217 F/g，當循環伏安掃描1 000圈后，電容保持率達到80%.這表明氮摻雜石墨烯凝膠具有優異的電化學性能，在超級電容器方面有很好的應用前景.

石墨烯；氮摻雜；凝膠；電化學性能；超級電容器

1　引　言

石墨烯材料因其特殊的結構與優異的性能，預期可被應用在眾多領域［1-5］.為了拓展石墨烯材料的應用、深度挖掘其使用價值，近年來具有三維宏觀結構的石墨烯材料，如凝膠、海綿體以及其他具有網絡結構的石墨烯材料引起了大家的廣泛關注.其中石墨烯凝膠被認為是最有潛力的材料之一，因為它具有超高的……