石墨烯氣凝膠運用于超級電容器

羅亞琳

摘 要：以氧化石墨（GO）為前驅體，制備石墨烯氣凝膠材料，采用改進的Hummers方法制備，在制得的氧化石墨烯通過水洗和酸洗兩種不同的清洗方法，最后水熱得到不含H+的氣凝膠GA和含H+的氣凝膠H-GA兩種材料，GA和H-GA在KOH水溶液中表現出相當的電化學性能，其中GA的比電容在1A/g的電流密度下達到了290F/g，通過簡單的水熱還原氧化石墨烯，最終可獲得較好的電化學性能，為石墨基功能塊材料的制備開辟了一條相對簡便的途徑。

關鍵詞：氧化石墨烯;超級電容器;氣凝膠

1 引言

隨著社會經濟的高速發展，對高性能電源的需求越來越大，清潔和新型儲能設備越來越受歡迎和迫切關注。超級電容器作為一種新型的儲能器件，具有較高的功率密度受到越來越多人們的關注。超級電容器按儲能機理的不同可以分為雙電層電容器和法拉第準電容器[1]。

決定電容量的大小的一個關鍵因素就是電極材料。碳材料具有優良的導熱和導電性能、熱膨脹系數小、被廣泛用于電化學領域作電極材料。現在常用的碳材料有：活性炭，石墨烯作為其中的一種碳材料因其具有較大的理論比表面積使其成為理想材料，但二維石墨烯易發生團聚其高比表面積未被有效利用，通過簡單的水熱還原氧化石墨烯在還原氧化石墨烯的過程中制備三維石墨烯因其方法簡單受到了極大的關注。為了進一步還原石墨烯水凝膠，得到穩固的三維石墨烯網絡，可通過加入交聯劑等方法加劇水凝膠的形成，除了基于石墨烯分散體凝膠化過程的方法外，石墨烯片在三維結構中的自組裝也是通過其他方法實現的，例如可直接冷凍干燥[2]等。……