三维石墨烯网络在超级电容器中的应用（英文）

三维石墨烯网络(3DGNs)能够缩短电解质离子的扩散距离,提供快速电子输运通道,并能充当骨架以与赝电容材料进行复合,因而在超级电容器中得到了广泛应用。本文主要综述近年来三维石墨烯网络及其复合材料在超级电容器电极材料方面的的进展,论述提升三维石墨烯基超级电容器性能的途径,最后展望了未来三维石墨烯网络的前景。     

聚苯胺纳米复合材料在超级电容器中的应用

聚苯胺纳米复合材料是一类重要的超级电容器电极材料。由于该类材料具有成本低、充放电时间短、容量高、环境友好等优点已经引起人们的广泛兴趣。介绍了聚苯胺纳米复合材料的种类、制备方法及在超级电容器中的应用。     

石墨烯制备及其在超级电容器中的应用研究

石墨烯独特的结构使其具有优异的电、光、热、强度等物理性质,是"后硅时代"的新潜力材料,因具有巨大的应用前景而成为研究的热点。首先对近10多年来国内外石墨烯的研究现状进行了简要分析,然后详细介绍了石墨烯的主要制备方法、原理、各自的特征及其应用前景,重点综述了石墨烯在超级电容器电极材料中的应用研究,最后就目前石墨烯及其在超级电容器中的应用研究的关键问题提出了个人看法和一些建议。     

高性能聚苯胺/石墨烯复合材料的制备及在超级电容器中的应用

采用化学氧化法制得氧化石墨烯(GO),再用NaBH4还原得到石墨烯(GN);以二氧化锰为氧化剂,室温下通过化学氧化聚合法制备了聚苯胺/石墨烯复合材料(PANI/GN)。采用扫描电子显微镜(SEM)及X-射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行了表征。以PANI/GN为活性物质制备电极,1.0mol/L H2SO4水溶液为电解液组装超级电容器,用循环伏安法(CV)和恒电流充放电技术分别测试了PANI/GN电化学性能,在0.1A/g的电流密度下的比容量为468.5F/g,经过1000次连续充放电,电容保持率为84.9%。与PANI、GN单一材料相比,PANI/GN复合物具有较高的比电容和很好的循环稳定性。     

石墨烯的制备及其在超级电容器中的应用研究

石墨烯具有优异的物理、化学和力学性能，成为近年来的研究热点。尤其是其良好的导电性能和大的比表面积，使其在电化学领域中有着巨大的应用前景。综述了石墨烯的主要制备方法，重点介绍了石墨烯及其复合材料在超级电容器中的主要制备方法和应用研究，并对其未来的应用前景进行了展望。     

石墨烯的制备及其在超级电容器中的应用研究

石墨烯具有优异的物理、化学和力学性能,成为近年来的研究热点。尤其是其良好的导电性能和大的比表面积,使其在电化学领域中有着巨大的应用前景。综述了石墨烯的主要制备方法,重点介绍了石墨烯及其复合材料在超级电容器中的主要制备方法和应用研究,并对其未来的应用前景进行了展望。     

三维石墨烯的制备及其在超级电容器中的应用

目的 三维石墨烯在实际应用中所呈现的性能与其理论模拟结果相差甚远,目前尚无系统的原因分析和改进方法总结,回顾三维石墨烯的发展历程及近几年国内外研究进展是必要的,为三维石墨烯在工业设计和生产制备超级电容器电极活性材料中的应用提供参考.方法 综述三维石墨烯的制备方法,阐述其在超级电容器中应用的研究,针对三维结构塌陷问题的解决办法、杂原子掺杂提高材料整体比电容及石墨烯基电容器的理论模拟等方面进行总结.结果 三维石墨烯的制备方法主要有自组装法和模板法,自组装法还原度普遍较低,电容值一般为100～300 F/g;模板法制备的石墨烯比表面积可达500 m2/g以上;多元素掺杂体系在高电流密度下的电容保持率普遍不足80％;关于分级多孔结构的理论模拟研究不足.结论 制备分级多孔结构的三维石墨烯、多元素掺杂体系理论研究、非对称超级电容器的研究及应用将受到学者的关注.     

3D-石墨烯及其聚苯胺复合材料在超级电容器中的研究进展

聚苯胺制备工艺简单,价格低廉,结构稳定,理论比容量大,掺杂过程简单,具备掺杂和反掺杂的性能,但循环稳定性差,将其与石墨烯复合,利用二者的协同作用能够更好地提高电容性能。与二维石墨烯相比,三维石墨烯具有独特的三维多孔结构,不仅增加了与电解液的接触面积,同时提供了快速的电子传输通道,而且其独特的网状结构可减少聚苯胺在复合材料中的团聚使其在超级电容器方面表现出良好的潜力。介绍了三维石墨烯的制备方法,主要包括自组装法和模板导向法;综述了三维石墨烯/聚苯胺复合材料以及掺杂改进的三维石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及其电化学性能在超级电容器中的研究进展;并对其未来研究发展趋势进行了展望。     

磁控溅射法制备石墨烯/Ni复合泡沫及其在超级电容器中的应用

利用磁控溅射方法在泡沫镍(Ni)基底上成功制备出大面积多层石墨烯薄膜,利用拉曼光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)和电化学工作站等对其结构和性能进行了表征。结果表明,这些沉积在泡沫Ni骨架上的薄膜具有多层石墨烯结构,进一步以石墨烯/Ni复合泡沫为电极,研究其电化学及能量存储性能,显示了良好的电化学存储性能和充放电速率性能。该石墨烯/Ni复合泡沫材料在电化学能量存储方面具有良好应用前景。     

纳米洋葱碳制备及其在超级电容器中的应用

以甲烷为碳源,采用化学气相沉积法制备了石墨化程度高的纳米洋葱碳(CNOs),通过酸洗-煅烧-酸洗对CNOs进行纯化并作为导电剂应用于超级电容器,结果表明,制得的超级电容器比容量为143.7F/g,与导电炭黑Super-P相比提高30.6%,经过1000次循环后比容量为原来的94.8%,循环稳定性高。     

Pickering乳液模板法制备石墨烯/聚苯胺空心微球及其在超级电容器中的应用

以离子液体（IL-NH2）对氧化石墨烯进行修饰，得到离子液体修饰的还原氧化石墨烯（rGO-IL），将其作为颗粒乳化剂稳定含有苯胺单体的油相，制备稳定均匀的Pickering乳液，然后通过引发苯胺单体聚合得到石墨烯/聚苯胺空心微球。离子液体的引入不仅可以调节Pickering乳化剂的润湿性，还能避免降低材料的电导率。通过控制IL-NH2对石墨烯的修饰程度调节了rGO-IL的润湿性，并探究了rGO-IL的润湿性、浓度以及乳化时的油水比对Pickering乳液性质的影响。利用超景深三维显微镜观察了rGO-IL稳定的Pickering乳液状态；利用傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪和扫描电子显微镜对所得石墨烯/聚苯胺空心微球的化学结构和形貌进行了观察；利用循环伏安法与恒流充放电法对空心微球的电容性能进行了探究。结果显示，石墨烯/聚苯胺空心微球比电容可以达到451.8 F/g，是二维石墨烯/聚苯胺材料的近2倍(227 F/g)；另外空心微球表现出良好的倍率性能，当电流密度从0.5 A/g增加至10 A/g时，其电容保持率高达92.4%，远高于二维材料的46.5%。     

聚苯胺/VS_2纳米复合材料的制备及其在超级电容器上的应用研究

以苯胺为原料采用原位合成法制备了聚苯胺/二硫化钒(PANI/VS_2)纳米复合材料。运用X射线衍射(XRD)分析技术和电子扫描显微镜(SEM)研究PANI/VS_2纳米复合材料的结构特征,采用循环伏安法、恒电流充电/放电和交流阻抗技术手段对其电化学性能进行测试。得到的复合材料最大比电容可达到2077F/g(电流密度为1A/g),远大于PANI和VS_2单组分的比电容,在电流密度为5A/g时循环500次,比电容保持率为96%。     

多孔纳米碳纤维的制备及其在超级电容器中的应用研究

利用溶胶凝胶燃烧法制备了碱金属氧化物掺杂的铜催化剂,并使用这种催化剂在不同的温度、掺杂比例下通过热CVD法合成出了具有多孔分叉结构的纳米碳纤维.通过TEM、HRTEM、BET和激光拉曼光谱等手段对产物进行表征,显示这种纳米碳纤维的比表面积可高达1162m2/g,远高于普通的碳电极材料,并且具有非常丰富的中孔结构,克服了常规碳纳米纤维在应用中表现出的相对有效利用面积不大,比电容不高等缺陷,具备做电极材料的潜力.在将其应用于超级电容器电极材料后,利用二次电池测试仪及电化学工作站对其进行了循环伏安曲线及恒流充放电曲线的测试,结果显示这种纳米碳纤维具有良好的电化学电容行为,电极的可逆性良好,并且比电容值高达203F/g.这些发现将有助于碳纳米材料可控制备的研究,并且提供了一种有一定应用潜力的超级电容器电极材料.     

氧化煅前针状焦制备超级电容器用纳米多孔炭（英文）

经混酸HNO3/H2SO4氧化后,煅前针状焦(GNC)转化为两种中间体,根据中间体在水中的分散能力区分为水可分散部分和水不可分散部分。这两种中间体均可经KOH活化后制得纳米多孔炭材料。通过XPS、XRD、低温N2吸脱附和TEM表征表明,在相同的KOH用量下,所得纳米多孔炭的孔结构不同,主要是由于两种中间体在表面性质和微结构方面的差异所致。以6mol/L KOH为电解液,从水可分散中间体制得的多孔炭GNC-A10-3在40A/g下的质量比容量为248F/g,且倍率性能优异,C40/0.05为76%;而同样为3倍碱炭比时从水不可分散中间体制备的多孔炭GNC-R10-3在体积比电容上的电化学表现优于GNC-A10-3。     

三维石墨烯及其复合材料的制备及在超级电容器中的研究进展

三维(3D)石墨烯及其复合材料具有柔韧性好、比表面积大、功率密度高、力学性能稳定以及离子传输迅速等优良性能,成为材料科学领域备受关注的材料。概述了三维石墨烯材料的基本性质和性能,并对其多元复合材料的制备方法以及在超级电容器储能材料方面的应用研究进展进行了评述。三维(3D)石墨烯常用的制备方法有自组装法、模板导向法和3D打印法等,通过对制备方法进行改进,可以有效调控三维材料的多孔结构、孔径、柔韧性和电子传递速度等性能。三维(3D)石墨烯与过渡金属化合物及导电聚合物复合而成的多元复合物在超级电容器电极材料方面表现出广阔的应用前景。     

石墨烯在超级电容器中的研究进展

石墨烯因其优异的物理、化学性能,自发现以来一直是研究的热点。介绍了石墨烯作为超级电容器电极材料的优势,简单阐述了超级电容器的分类和机理,重点分析了特殊结构石墨烯单质材料、石墨烯复合材料作为超级电容器电极材料的研究进展。     

石墨烯在超级电容器中的应用研究进展

石墨烯因具有独特的二维晶体结构而具备优异的电学、光学、力学、热学等性能,成为全世界科研工作者研究的热点。介绍了超级电容器储能原理,对石墨烯在超级电容器中的应用和其复合电极材料的发展进行了综述和展望。     

含氧纳米多孔碳球的制备及其在超级电容器中的应用

开发具有规整纳米球状结构、高比表面积、高电化学活性且合成工艺简单的纳米多孔碳材料,对高储能设备至关重要。以β-环糊精为原料,采用高温水热、炭化以及氢氧化钾和碳酸钾活化制备纳米多孔碳球(NCSs),并对其进行硝酸和过硫酸铵表面氧化改性,系统研究了表面改性对多孔碳球电化学性能的影响。研究结果表明:NCSs呈规整球形结构,球直径200～300nm,比表面积为932.6m~2/g,经表面氧化改性后,球形结构并无发生较大的变化,但电化学性能有明显的提升,其中NCSs经过硫酸铵(APS)氧化改性后制得的NCSs-APS,在扫描速度为5mV/s条件下,比容量为214.1F/g,相比于NCSs(比容量为140.6F/g),比容量提升了52.3%。同时NCSs-APS具有良好的循环稳定性,经3000次循环,比容量保持率为91.4%。     

三维石墨烯材料的制备及在超级电容器中的应用现状

三维石墨烯材料(3DGMs)具有独特的三维多孔网络连通结构,大的比表面,良好的光、电、热、力学等性质,是理想的超级电容器材料,应用前景广泛。介绍了3DGMs的制备方法,综述了以化学生长法和化学气相沉积法制备的高质量、大比表面积3DGMs在超级电容器方面的应用现状,并对其未来发展趋势进行了展望。     

微波辅助制备石墨烯/裂解碳三维复合气凝胶及其在超级电容器中的应用研究

采用微波辅助的方法制备了氧化石墨烯/多巴胺复合三维凝胶结构,经过高温煅烧后得到具有丰富孔道结构的石墨烯/裂解碳三维复合凝胶结构。通过电镜发现经过微波辅助得到的三维凝胶结构中具有大量的三维连续孔道结构,为电解液在电极材料中的传递提供了丰富的路径,经过电容测试发现该结构具有优异的电化学超级电容器性能。