水熱反應溫度對三維還原氧化石墨烯的形貌、結(jié)構(gòu)和超級電容性能的影響

編號：NMJS05349

篇名：水熱反應溫度對三維還原氧化石墨烯的形貌、結(jié)構(gòu)和超級電容性能的影響

作者：汪建德； 彭同江； 孫紅娟； 侯云丹；

關鍵詞：氧化石墨凝膠； 水熱法； 多孔網(wǎng)狀； 超級電容器； 比電容；

機構(gòu)： 西南科技大學材料科學與工程學院； 西南科技大學分析測試中心； 西南科技大學礦物材料及應用研究所；

摘要： 以氧化石墨凝膠制備的氧化石墨烯溶膠為前驅(qū)體,在120-220°C條件下,采用水熱法制備了系列不同還原程度的三維還原氧化石墨烯,采用掃描電鏡(SEM),X射線衍射(XRD),傅里葉變換紅外(FTIR)光譜,X射線光電子能譜(XPS)和電化學測試等手段研究了水熱反應溫度對材料形貌、結(jié)構(gòu)和超級電容性能的影響.結(jié)果表明:采用水熱法制備的三維還原氧化石墨烯呈多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),材料的體積和內(nèi)部網(wǎng)狀孔徑隨著水熱反應溫度的升高而減小;同時,氧化石墨烯的還原程度隨反應溫度的升高而增加,有序度提高,其結(jié)構(gòu)逐漸向著類石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化;而材料的比電容和能量密度則隨反應溫度的升高呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,且均以雙電層電容為主;相比之下,當水熱反應溫度為180°C時,制備的三維還原氧化石墨烯具有最佳的超級電容性能,在電解液為6mol·L-1的KOH溶液中,0.5A·g-1電流密度下其比電容達到315 F·g-1,10 A·g-1時仍能保持212 F·g-1的高比容量,能量密度為40.5Wh·kg-1,5000次循環(huán)后比電容保持率為86%,表現(xiàn)出了良好的電化學性能.