三維炭/還原氧化石墨烯納米片的制備及其電化學性能

唐 文, 孫 兵, 叢 野, 袁觀明， 李軒科

(武漢科技大學省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室，湖北 武漢，430081)

超級電容器是一種功率密度和能量密度較高、充放電速度快、循環壽命長且低價環保的儲能元件[1]，而電極材料的合理選擇則是決定其優良性能的關鍵之所在。采用薄片狀二維電極材料不僅能促進電解液與活性物質充分接觸，也可縮短儲能過程中電荷的傳輸距離，因此該類材料在超級電容器領域應用廣泛[2-5]。石墨烯作為典型的二維電極材料，具有超高的理論比表面積、優異的導電性能以及機械性能，是一種較理想的儲能材料[6]。已有研究表明，石墨烯氣凝膠、多孔石墨烯作為電極材料應用在超級電容器中時均表現出較好的電化學性能[7-8]。但石墨烯片層間強大的范德華力容易造成石墨烯材料團聚堆疊[9]，同時其片層中缺少電解液離子的存儲空間，這些缺陷極大限制了石墨烯電極材料電化學性能的進一步提升。Wang等[10]利用靜電作用，將無定形炭微球整體電位改性為正后再吸附到Zeta電位為負的氧化石墨烯上，從而制得石墨烯-炭微球-石墨烯三明治狀復合材料，有效地降低了上述不利因素對石墨烯電極材料電化學性能的影響。有鑒于此，本文采用水熱合成法，利用氫鍵作用，將間苯二酚甲醛樹脂鉚定在還原氧化石墨烯片層上最終制備出三維炭/還原氧化石墨烯納米片，并對其形貌、結構及電化學性能進行表征，以期為石墨烯電極材料在新能源領域中的進一步開發和應用提供參考?！?br>