超級(jí)電容器由于其長(zhǎng)壽命和高功率密度而作為儲(chǔ)能裝置備受關(guān)注。石墨烯材料因其高比表面積、導(dǎo)電性和穩(wěn)定性而成為超級(jí)電容器電極的競(jìng)爭(zhēng)候選者。已報(bào)道雜原子摻雜或與金屬/金屬氧化物結(jié)合可有效地進(jìn)一步改善石墨烯基電極的電容性能。在這里，一種有源屏幕等離子體（ASP）技術(shù)被應(yīng)用在氧化石墨烯（GO）上，作為一種低溫、環(huán)境友好的一步式多功能處理技術(shù)。ASP處理過(guò)的GO的特征表明，GO減少了，氮摻雜主要以石墨N構(gòu)型出現(xiàn)，并且摻入了多種金屬元素（Fe、Mn和Cr）。電氣和電化學(xué)性能均得到顯著改善，薄層電阻降至~1.1×10
6 Ω sq
-1，僅為GO的五分之一，比電容提高至~20 F g
-1，是GO的四倍。這些結(jié)果表明，先進(jìn)的ASP技術(shù)是同時(shí)還原和摻雜GO的簡(jiǎn)單而簡(jiǎn)便的方法，其中將金屬/金屬氧化物納米粒子引入了儲(chǔ)能應(yīng)用。
Figure 1. 有源屏幕等離子體處理的示意圖
Figure 2. 用于電化學(xué)測(cè)試的三電極配置圖解設(shè)置
Figure 3. （a）UN-GO，（b）AN-GO和（c）ASP-GO的SEM圖；（d）ASP-GO的高分辨率SEM形態(tài)；（e）沿沉積顆粒的SEM/EDS線掃描，表明顆粒處的鐵元素強(qiáng)度高
Figure 4. 在不同掃描速率下，（a）UN-GO，（b）AN-GO和（c）ASP-GO的CV曲線和（d）比電容。
Figure 5. 未經(jīng)處理、退火和ASP處理的GO樣品的恒電流充放電曲線。
相關(guān)研究成果于2021年由伯明翰大學(xué)Zhiyuan Jing課題組，發(fā)表在J Mater Sci（https://doi.org/10.1007/s10853-020-05410-y）上。原文：Active-screen plasma multi-functionalization of graphene oxide for supercapacitor application。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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