木头+激光=石墨烯?

<正>莱斯大学的科学家们已经成功地通过一种"高度可再生"和普通的资源来打造石墨烯,那就是木材!James Tour教授的课题组近年来在石墨烯领域不断有所突破,自2014年制备出激光诱导石墨烯之后,又通过对木材进行激光加热,制备了可降解的石墨烯泡沫,有望减轻电子垃圾日益增加的负担。石墨烯通常都是二维结构,因为一层碳原子只有一个原子厚。但是在     

石墨纸-BaTiO_3/PI一体化复合薄膜的制备及研究

聚合物复合薄膜超级电容器因其可实现大面积制备、性能可靠等优点,引起了能源领域的广泛关注。如何实现导电层与介电层的一体化加工制备,是叠片式薄膜超级电容器的重要研究方向。本文介绍了以溶液混合法制备的钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜作为介电材料,以石墨纸作为电极材料以及复合薄膜的载体,利用提拉法制备石墨纸-钛酸钡/聚酰亚胺一体化复合薄膜,实现导电层与介电层直接成型的一体化制备过程。利用红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、EIS和LCR电桥仪对复合薄膜进行表征分析。实验结果表明聚酰亚胺亚胺化完全,钛酸钡在复合薄膜中分散良好,复合薄膜的介电损耗非常小,很好地满足了高介电材料的应用要求。     

科学家通过在锂金属表面涂覆碳纳米管薄膜来制备高性能电池

<正>莱斯大学James Tour实验室的科学家们正在研究使用碳纳米管薄膜来制造高性能、快速充电的锂金属电池,以合理地替代普通的锂离子电池。纳米管薄膜可有效地阻止电池中无保护锂金属阳极中枝晶的自然生长。随着时间的推移,这些触须状的树枝可以穿透电池的电解质核心并到达阴极,最终导致电池失效。这虽阻碍了锂金属在商业市场中的应用,但又鼓励了世界各地的研究人员来解决这一问题。锂金属的充电速度比几乎所有电子设备(包括     

PAN基凝胶聚合物电解质双电层电容器

为了得到安全、无泄漏、微型、超薄型的双电层电容器,采用内聚合方法制得聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质双电层电容器,电解质的增塑剂为碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯,支持电解质为高氯酸锂,电极材料分别为比表面积1000m2/g和2600m2/g的活性炭。采用交流阻抗、循环伏安、恒流充放电、循环寿命等测试方法对内聚合式凝胶聚合物电解质及其组成的双电层电容器的性能进行了测试。结果表明,此种方法制得的双电层电容器的内阻小,比容量较大,其中以比表面积2600m2/g活性炭为电极材料的电容器的双电极比容量达到47.41F/g。     

氨基化还原氧化石墨烯/聚酰亚胺高介电薄膜的制备和性能表征

利用对苯二胺对氧化石墨烯进行氨基化,并通过维生素C绿色还原的方式制备了氨基化还原的氧化石墨烯(Aminated-Chemically Reduced Graphene oxide,NH_2-CRG);再与均苯四甲酸酐和4,4-二氨基二苯醚以原位聚合的方式合成了氨基化还原氧化石墨烯/聚酰亚胺(NH_2-CRG/PI)复合材料薄膜。结果表明,所制备的复合材料薄膜在NH_2-CRG添加量为1. 5%时,介电常数达到76,约为纯PI薄膜的30倍左右。复合薄膜的热稳定性较原有的聚酰亚胺薄膜也有一定提高。     

纳米管束推动固态储能器发展

据美国物理学家组织网近日报道,莱斯大学研究人员发明了一种以纳米管为基础的固态超级电容器。它有望集高能电池和快速充电电容器的最佳性质于一个装置中,以适合极限环境下使用。相关研究成果发表在《碳杂志》上。双电层电容器(EDLCs)一般被称为超级电容器,拥有比电池等用于调节流量或供应电力的快速突发的标准电容器多几百倍的能量,同时还有快速充电和放电的能力。但是基于液态或凝胶电解质的传统EDLCs,     

韩国首尔大学研制出石墨烯薄膜扬声器

韩国首尔国立大学研究人员利用喷墨印刷工艺与气相沉积技术,将石墨烯氧化物沉积在聚偏二氟乙烯（PVDF）材料上,制作出石墨烯薄膜。这不只是为生产可控制的石墨烯薄膜提供新方法,也为石墨烯材料开创了一种新应用：制作外型纤薄的透明扬声器。     

真空浸渍法制备生物质炭/石墨烯复合电极及其充放电性能研究

生物质炭具有天然的分级多孔结构,是双电层电容器优良的电极材料,但是其电导率低限制了其应用。将具有良好导电性能的石墨烯与生物质炭做成复合材料,可提高超级电容器的性能。采用真空浸渍法将石墨烯负载到生物质炭的表面和孔隙中。石墨烯不仅提高了生物质炭的电导率,而且增加了比表面积。生物质炭/石墨烯复合电极在电流密度为0. 5 A/g时,比电容大小为159. 74 F/g,比未负载石墨烯的纯生物质炭电极提高了4倍多。充放电循环5 000次,性能无衰减,呈现出良好的稳定性。     

碳基双电层电容器电极材料的研究进展

双电层电容器是一种介于电池与传统电容器之间的新型储能元件,具有较高的能量密度和功率密度,且充电速度快、循环寿命长、对环境无污染,广泛应用于国防、军工以及电动汽车、数字通讯、计算机等众多民用领域.简述了双电层电容器的基本工作原理,综述了碳基双电层电容器电极材料的研究进展.     

碳气凝胶电极在双电层电容器中的研究进展

通过与无机气凝胶对比,引入碳气凝胶的导电特性。简述了双电层电容器的基本工作原理,综述了碳气凝胶在双电层电容器电极材料方面的研究进展。总结了碳气凝胶电极制备过程中关键因素,并提出了一些研究展望。     

抽滤法制备的石墨烯膜用于超级电容器

近年来,能源紧缺和环境污染等问题越来越严重,环境友好型新能源的发展和新型高效的储能设备的开发迫在眉睫。现有制备电极的主要方法是通过将粘结剂与活性物质混匀后,再刮涂在集流体的表面,用这种方法制备的电极,电极的非活性物质质量增加,降低了电极整体的比容量。因此,独立自支撑电极的研究和开发尤为重要。本文利用石墨烯和硫酸电解液充分混合后抽滤成膜,得到了电极致密结构层间得到致密结构石墨烯薄膜电极。厚度约为30μm的石墨烯薄膜,用于超级电容器。电极致密结构层间存在的硫酸电解液实现了电极材料和电解液的充分接触。基于这种石墨烯膜的超级电容器,其体积能量密度达到115 F·cm-3。     

双电层电容器用多孔炭材料的研究与开发

阐述了双电层电容器的工作原理，探讨了多孔炭材料的比表面积、孔径分布、表面官能团、表面石墨微晶取向、体积密度和电导率以及电化学稳定性等微孔结构与物理化学性质对其电容特性的影响，介绍了近年来用作双电层电容器电极的几种新型多孔炭材料的研究进展。     

硫、氮共掺杂三维石墨烯的全固态超级电容器

石墨烯以其超高导电性和超大比表面的独特优势常被应用于对称超级电容器的电极材料，然而二维石墨烯纳米片层间的范德华力容易导致片层堆叠。并且水溶液作为电解质组装的超级电容器在充电过程中可能发生水分解反应导致充电电压受限从而极大地降低它的能量密度。基于此，本研究采用水热法制备了硫、氮共掺杂的三维石墨烯气凝胶电极材料，研究了石墨烯材料的微观形貌、表面化学性质及水热反应时间对材料电化学性能的影响。结果表明：S,N-rGO-2具有发达的孔结构和高含量的杂原子。在5mV/s的扫描速率下比电容高达358.5F/g，使用固态电解质组装的全固态超级电容器充电电压可以达到1.8V，在1A/g的电流密度下比电容高达118.3F/g，能量密度达到14.9Wh/kg，并且10000次充/放电后的比电容保留率和库仑效率均接近100%。S,N-rGO-2表现出优异的双电层电容性能，可作为有潜力的超级电容器电极材料。     

双电层电容器用多孔炭材料的研究与开发

本文阐述了双电层电容器的工作原理，探讨了多孔炭材料的比表面积、孔径分布、表面官能团、表面石墨微晶取向、体积密度和电导率以及电化学稳定性等微孔结构与物理化学性质对其电容特性的影响，介绍了近年来用作双电层电容器电极的几种新型多孔炭材料的研究进展。     

聚酰亚胺复合薄膜性能研究

为提高电池组金属外壳的耐腐蚀性能,向聚酰亚胺涂层中掺杂碳纳米管和石墨烯粉体,得到了聚酰亚胺复合涂层,并研究其在200℃下添加纳米碳材料前后的耐腐蚀性、导电性以及韧性变化。结果表明：聚酰亚胺在掺杂碳纳米管后,耐腐蚀性、导电性能以及力学性能均有所改善,尤其是导电性大幅提高,并且同时掺杂1%CNTs和0.5%石墨烯对聚酰亚胺性能提高最为显著,说明向聚酰亚胺中同时添加一维及二维纳米材料能更好地提高涂层的性能。     

新型双电层电容器研究现状及展望

双电层电容器具有极大的电容量和优异的充放电性能。这种新型储能器件有眷广泛的应用前景。本文说明了双电层电容器的工作原理、结构和性能参数，介绍了国内外的研究现状和展望。     

莱斯大学科学家研制出一种性能超强的环氧树脂复合物

<正>世界名校美国莱斯大学最近报道称,借助于石墨烯材料的优异特性,成功研制出一种性能超强的环氧树脂复合物。研究人员指出,该石墨烯材料由该所大学的化学家詹姆斯·托尔实验室自制,他们将该材料与环氧树脂复合,制得的改性复合物比纯环氧树脂具有更高的强度,比其他环氧复合物具有更好的导电性。环氧树脂本身是绝缘体,可用于涂料、黏合剂、电子材料、工业器材及其他复合材料等领域,如果要使环氧树脂具有导电性(用于电磁屏蔽领域),则需添加金属填料或碳填料。但同时带来一个问题:上述导电填料用量越多,     

廉价的PI复合薄膜

据“プラスチックス工 -ジ ,1998,4 4 ( 3) :87”报道 ,日本聚酰亚胺技术研究所开发成功一种复合薄膜。这种薄膜是在PET表面覆上一层薄的PI(聚酰亚胺 )膜 ,价格低廉 ,但耐热性能优良。采用的技术和原二步反应生成的PI不同 ,而是用自行开发的一种催化剂 ,用一步反应即可合成成功 ,开发出可溶于溶剂的PI嵌段共聚物。其特点是 :成型容易 ,改变材料的组成即可方便地使其具有耐热性、柔软性、粘结性 ,因而用途广泛。该薄膜是在PET表面覆上一层厚度为 1～ 3μm的PI,几乎没有热收缩性 ,显著提高了PET的耐热性。与原PI膜相比 ,价格便宜一半…     

煤基双电层电容器电极材料研究现状

电极材料结构对其电化学性能影响较大,具备合适的孔隙结构以及比表面积是双电层电容器电极电化学性能优异的前提。增加其某些表面官能团可以提升电极对电解液的浸润性,提升其的电化学性能。灰分的脱除对于改善其电化学性能具有显著作用。高石墨化程度的电极材料可以降低双电层电容器的内阻,提升双电层电容器的功率密度;无定型碳材料则具备比表面积高、孔隙发达等优势,因此电极材料石墨化程度对其电化学性能的影响机制尚无定论。     

恒流充放电过程中双电层电容器温度特性

温度特性是双电层电容器的重要特性之一,在电容器充放电过程中伴随着可逆热和不可逆热的产生。利用有限元技术对双电层电容器在恒流充放电循环过程中的内部及外部传热进行数值模拟。同时,对一个双电层电容器样品在循环过程中的内部及外部温度变化进行了测量。对数值模拟结果和实验数据进行对比,分析了恒流充放电循环过程中双电层电容器内部和外部的传热特性、温度分布及其发展变化,讨论了循环过程中电容器可逆热的变化规律及其影响因素,以及由可逆热引起的温度波动的变化。另外,实验数据表明,超级电容器在大电流充放电过程中需要进行冷却。