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華南師范大學Dong Shu團隊中山大學Chun He--基于三維N,S-共摻雜rGO泡沫的超級電容器具備高的電容量和循環穩定性

這里,通過氣體發泡方法(類似于蒸面包)成功制備了一種新穎的三維NS-共摻雜還原氧化石墨烯(3D NSrGO)泡沫,其中(NH4)2S2O3作為發泡劑以及提供NS源。如此交聯的3D結構不僅具有高的比表面積,還為電子/離子傳輸提供了更多的傳輸通道。此外,引入含NS的官能團,在石墨烯中創造晶格缺陷,這為法拉第贗電容發生提供更多的活性位點。最終,在三電極系統中對3D NS-rGO樣品進行了電化學測試,在1 A g-1電流密度下其容量達306.3 F g-1,優于相同溫度下制備的rGO兩倍之上。此外,該3D NS-rGO樣品顯示了極好的循環穩定性,經過10000次循環測試后其電容損失小于2%暗示其高性能超級電容器的潛在應用前景。

Figure 1.制備3D NS-rGO泡沫過程示意圖

Figure 2.GO(NH4)2S2O3,以及GO(NH4)2S2O3兩者混合物TGA曲線,bGO(NH4)2S2O33D NS-rGO材料XRD

Figure 3.aGO,(b-d3D NS-rGOSEMeN元素和(fS元素譜圖

Figure 4.a3D NS-rGO電極,(brGO不同掃速下的CV曲線,(c兩種電極在10 mV s-1固定掃速下的CV曲線比較,(d3D NS-rGO電極在不同電流密度下的恒電流充放電曲線,(e兩種電極在1 A g-1固定電流密度下的恒電流充放電曲線

Figure 5.a)兩種電極的倍率性能,(b電化學阻抗譜,(c頻率響應。

Figure 6. a3D NS-rGO電極的放電速率與相應比電容的函數關系,(b循環性能測試。

該研究工作華南師范大學Dong Shu團隊聯合中山大學Chun He2019年發表在Journal of Colloid and Interface Science期刊上。原文:Synthesis of three dimensional N&S co-doped rGO foam with high capacity and long cycling stability for supercapacitorshttps://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.11.007

 
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