對酞醛輔助水熱制備石墨烯水凝膠及其超電容性能研究

吳盤根,梁彥瑜

(南京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 211106)

對酞醛輔助水熱制備石墨烯水凝膠及其超電容性能研究

吳盤根,梁彥瑜*

(南京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 211106)

通過在氧化石墨烯(GO)水溶液中引入對酞醛和氨水，在較低溫度(100 ℃)下水熱，制備了石墨烯水凝膠(GH)，SEM測試顯示材料具有三維形貌. 材料具有良好機(jī)械強(qiáng)度，兩個直徑8 mm的圓柱形凝膠可支撐100 g的砝碼，相當(dāng)于承受6.5 kPa的壓力. 通過對比實(shí)驗(yàn)，并對材料進(jìn)行了FT-IR表征，討論了對酞醛和氨水在GH形成過程中的作用，提出了GH可能的形成機(jī)理. 直接將制備的GH用作超級電容器自支撐電極進(jìn)行了電化學(xué)測試分析，電流密度在1 A/g時材料的比容量達(dá)到120 F/g.

對酞醛；水熱合成；石墨烯；水凝膠；超電容

全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致化石燃料的過度消耗，引起一系列環(huán)境問題和能源危機(jī)，威脅著人類的生存和可持續(xù)發(fā)展. 開發(fā)綠色、高效、可持續(xù)的新型能量轉(zhuǎn)換和存儲裝置成為世界關(guān)注的焦點(diǎn). 超級電容器由于兼具了電池和傳統(tǒng)靜電電容器的優(yōu)點(diǎn)，具有功率密度高、能量密度較大、充放電時間短、使用壽命長和工作溫度范圍寬等特點(diǎn)，成為新型儲能裝置領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1-7].

石墨烯(Graphene)是由單層碳原子組成的蜂窩狀二維材料，自2004年被英國曼徹斯特大學(xué)的NOVOSELOV等[8]報道后，其高理論比表面積(2 675 m2/g)、高導(dǎo)電性、高電子遷移率、高穩(wěn)定性等良好的物理化學(xué)性質(zhì)立即引起了國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注，在能……