石墨烯纳米板块的非共价功能化及其在超级电容器中的应用
Haritha Haridas1, Arsath Kose Abdul Kader1, Andrew Sellathurai1
1Department of Chemical Engineering, Graphene Integrated Functional Technologies (GIFT), Smith Engineering, Queen's University, Dupuis Hall, 19 Division Street, Kingston, Ontario K7L 3N6, Canada.
ACS applied materials & interfaces
|March 20, 2024
概括
我们开发了一种简单的方法,将石墨烯纳米板块 (GNPs) 涂上三聚二氧化物 (TMA),增强它们的表面能量,并为导电膜和超级电容器提供稳定的水性分散.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 石墨烯纳米板块 (GNPs) 具有独特的电特性,但通常在常见溶剂中分散性差.
- 功能化是提高各种应用的GNP兼容性的关键.
研究的目的:
- 为GNP开发一种简单的非共价功能化方法.
- 为了提高GNP的表面特性和分散性.
- 为了评估功能化的GNP在超级电容电极中的性能.
主要方法:
- 热力学剥离石墨. 石墨的热力学剥离.
- 用三聚乙化物 (TMA) 进行GNP的非共价功能化.
- 使用成像,热重力测量分析,X射线衍射和X射线光电谱学进行表征.
- 超级电容器电极的电化学测试.
主要成果:
- 与未经修改的GNP (45.6 mJ/m^2) 相比,使用TMA功能化的GNP (TMA-GNP) 的表面能量增加了 (57.9 mJ/m^2).
- 在保持导电性的同时,TMA-GNP形成了稳定的水性分散.
- 使用TMA-GNP制造的超级电容器显示了22.2F/cm^3的特定电容,并在10,000个循环后保持了90%的电容.
结论:
- 开发的TMA功能化技术有效地提高了GNP的分散性和表面特性.
- TMA-GNP是先进应用的有希望的材料,如导电膜和高性能超级电容器.
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