二维介孔碳材料的可控制备及其电容存贮应用

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• 英文论文题名：Highly Mesoporous Carbon Nanosheets for Supercapacitor Electrode
• 论文作者：魏巍 ; 毛恒 ; 王刚
• 英文论文作者：Wei Wei ; Heng Mao ; Gang Wang ; School of Science ; Xi'an Jiao Tong University ; Institut of Coal Chemistry ; Chinese Academy of Sciences
• 年：2016
• 作者机构：西安交通大学理学院;中国科学院山西煤炭化学研究所;
• 论文关键词：石墨烯 ; 介孔碳 ; 自组装 ; 超级电容器
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十六分会：纳米材料合成与组装
• 语种：中文
• 分类号：TQ127.11;TM53
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第三十六分会 ; 纳米材料合成与组装
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：348k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

正文:石墨烯因具有高导电性、超大理论比表面积、化学性能稳定等特点而成为理想的超级电容器电极材料。然而石墨烯基底在制备过程中极易发生团聚~[1],导致所制备碳材料的比表面积和离子电导率大幅下降,电容存贮能力受到限制~[2]。因此,针对大比表面积、高性能石墨烯电极材料的可控、宏量制备研究十分必要~[3]。本研究发现,将可控自组装与硬模板技术相结合对石墨烯表面介孔的分布、结构、尺寸有效调节之后(图a和b),可显著改进碳材料(HPCN)的表面介孔特性及电化学反应动力学特性,提高电极的电容存贮性能。微观结构测试表明,具有确定大小(12nm)介孔的复合材料的比表面积和孔体积达到1273 m~2g-1和2.6 cm~3 g~(-1)。充放电测试结果进一步发现,与非均匀介孔排布的复合材料相比(图c和d),此复合材料体现出优良的电容量(222 F g~(-1),扫描速率1 m V s~(-1))和倍率特性(156 F g~(-1),扫描速率100 m V s~(-1))。
We developed a combined self-assembly and template approach to synthesize highly porous carbon nanosheets(HPCN) with graphene layer sandwiched by continuous mesoporous carbon shells. Mesoporosity regulation over HPCN is found to be effective in promoting the accessible surface area and pore space. The HPCN possesses large surface area(1273 m~2 g~(-1)) and pore volume(2.64 cm~3 g~(-1)). The electrode made of HPCN exhibits a high specific capacitance and good rate capability for electrochemical double-layer capacitors.

引文

[1]Wei,W.;Liang,H.;Parvez,K.;Zhuang,X.;Feng,X.;Müllen,K.Angew.Chem.Int.Ed.2014,53:1570.
    [2]Fan,W.;Miao,Y.;Huang,Y.;Tjiu,W.;Liu,T.RSC Adv.2015,5:9228.
    [3]杨德志,沈佳妮,杨晓伟,马紫峰.储能科学与技术,2014,3(1):1.