多孔石墨烯的制备及其在超级电容器中的应用

摘要

采用催化刻蚀法,制备出作为一种大比表面积、高导电性的、已被广泛用作超级电容器的二维碳电极材料.石墨烯的多孔材料由于其多孔结构能够加快离子的扩散,使得比电容进一步增加,增强了其双电层电容性能.多孔还原氧化石墨烯(hrGO),并将其用作超级电容器的电极材料.同时利用透射电子显微镜、X射线电子能谱和电化学技术对制备出的hrGO进行表征.利用循环伏安法和恒电流充放电技术对比了未刻蚀孔的还原氧化石墨烯(rGO)和hrGO的超级电容性能.当电位在-1～0 V范围内时,hrGO的比电容要大于未刻蚀的rGO的比电容,当扫速为10 mV/s时,其比电容可达到33 mF/cm2;当电流密度为0.2 mA/cm2时,hrGO的比电容仍要大于未刻蚀的rGO的比电容,与循环伏安测试中得到的结论一致.在充放电达到3000次循环后,比电容保持在初始值的87％.上述结果表明该方法制备的多孔石墨烯具有良好的超级电容性能,适用于超级电容器负极材料.