APP下载

石墨烯基气凝胶的制备及其超电容性能研究

2013-10-24阎子峰吴小中

中国石油大学学报(自然科学版) 2013年5期

阎子峰,吴小中,邢 伟,2

(1.中国石油大学重质油国家重点实验室,山东青岛 266580;2.中国石油大学理学院,山东青岛 266580)

作为一种二维sp2杂化炭材料,石墨烯材料具有大比表面积、高电导率以及良好的机械强度等性能,被广泛用作超级电容器电极材料[1-5]。石墨烯材料的制备方法主要有机械剥离法、外延生长法、气相沉积法和电弧放电法[6-9],这些方法通常需要苛刻的制备条件,不适合大批量生产石墨烯材料,研究者通常采用化学还原氧化石墨烯法制备石墨烯基材料。然而由氧化石墨制备三维结构的石墨烯基气凝胶的报道较为少见。在较低的温度下(<100℃),通过加入还原剂在水热条件下可制备石墨烯基气凝胶[10-11]。然而,氧化石墨烯的还原过程中通常伴随着含氧官能团的脱除而使还原的氧化石墨憎水性增加,最终导致石墨烯片层的堆叠、三维石墨烯材料比表面积较低。笔者以鳞片石墨为原料,通过Hummers法制备氧化石墨,采用低温自组装法制备氧化石墨烯气凝胶,经氢气高温还原得到石墨烯气凝胶,探究这两种具有不同表面官能度的石墨烯基气凝胶的超电容性能。

1 实验

1.1 材料制备

鳞片石墨(1.2 μm)购于青岛瑞盛石墨有限公司,其他试剂购于上海化学试剂公司。采用Hummers法[12]制备氧化石墨:将1 g鳞片石墨加入到溶有1 g硝酸钠的100 mL浓硫酸的圆底烧瓶中,并将其置于冰浴中搅拌;将6 g高锰酸钾缓慢加入到上述溶液中,并保持溶液温度不超过20℃;将溶液在冰浴下搅拌2 h,然后在35℃水……

登录APP查看全文