煤基三维石墨烯基电极在不同电解液中的电化学性能
本文关键词: 煤基三维石墨烯 电极材料 电解液 电化学性能 超级电容器 出处:《材料导报》2017年16期 论文类型:期刊论文
【摘要】:三维石墨烯材料具有独特的多孔网络连通结构,大的比表面积,良好的光、电、热、力学等性质,被认为是理想的电极材料。以廉价煤炭为原料,通过催化热处理、化学氧化及水热还原等技术制得三维煤基石墨烯宏观体;采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和拉曼光谱等检测手段对样品形貌及结构进行表征;并进一步通过恒电流充放电(GCD)、循环伏安(CV)及交流阻抗(EIS)等技术研究了三维石墨烯材料在碱性(6mol/L KOH)、酸性(1mol/L H_2SO_4)及中性(1mol/L Na_2SO_4)_3种水系电解液中的电化学性能。结果表明,三维煤基石墨烯材料在酸性和碱性电解液中具有较高的比电容;其中,在6mol/L KOH水系电解液中的比电容高达288.9F/g,并具有较好的稳定性,充放电循环1 000次后材料的电容保持率为91.6%。
[Abstract]:Three dimensional graphene materials with unique porous network connectivity, large specific surface area, good optical, electrical, thermal, mechanical and other properties, are considered to be ideal electrode materials, using cheap coal as raw materials, through catalytic heat treatment, Three dimensional coal based graphene macrobodies were prepared by chemical oxidation and hydrothermal reduction. The morphology and structure of the samples were characterized by means of transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. The electrochemical properties of three dimensional graphene materials in alkaline 6 mol / L Koh, acidic 1 mol / L S / L S _ 2SO _ 4) and neutral 1 mol / L Na_2SO_4)_3 aqueous electrolyte were further studied by means of constant current charge / discharge (GC), cyclic voltammetry (CV) and AC impedance spectroscopy (EIS). Three dimensional coal based graphene materials have high specific capacitance in acidic and alkaline electrolytes, among them, the specific capacitance in 6 mol / L KOH aqueous electrolyte is up to 288.9 F / g, and has good stability. The capacitance retention rate of the material is 91.6 after 1 000 cycles of charge and discharge.
【作者单位】: 西安科技大学化学与化工学院;西安交通大学化学工程与技术学院;
【基金】:国家自然科学基金(21276207;U1203292)
【分类号】:TM53
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