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韓南大學(xué)Kuk Ro Yoon課題組-- Cu-PBA納米立方體/氧化石墨烯復(fù)合材料的簡便合成及其作為超級電容器的無粘合劑電極
       普魯士藍(lán)及其類似物作為金屬有機骨架之一,由于其出色的特性(例如高表面積、3D多孔網(wǎng)絡(luò)和低成本)而通常用于制造儲能電極。但是,它們具有較低的能量密度和電導(dǎo)率,這可能會限制其進(jìn)一步的應(yīng)用。在本文中,我們利用一種簡便且自下而上的新協(xié)議,將六氰合鐵酸銅納米立方體(Cu-PBA)沉積在氧化石墨烯(GO)的表面,作為超級電容器的無粘合劑電極。本文概述了簡便的連續(xù)離子層吸附和反應(yīng)(SILAR)技術(shù)的優(yōu)點,及用于在便宜的不銹鋼基材上涂覆CuPBA@GO納米復(fù)合材料。研究了反應(yīng)循環(huán)對Cu-PBA@GO納米復(fù)合材料的形貌、結(jié)晶度和電化學(xué)行為的影響,此外還研究了Cu-PBA與氧化石墨烯之間的有效協(xié)同作用。FTIR,XPS,SEM,TEM和XRD證實了在Cu-PBA/GO混合薄膜中形成的立方Cu-PBA。有趣的是,在電流密度為0.5 A/g的情況下,混合SS/Cu-PBA@GO-12可以提供611.6 F/g的卓越比電容,這是純Cu-PBA(225.93 F/g)的2.7倍;且具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性,在4 A/g的電流密度下,經(jīng)過2000次循環(huán)后,它可以保留大約86%的初始電容。此外,混合電極在200 W/kg的比功率下可以達(dá)到54.37 Wh/kg的最高能量密度值。Cu-PBA@GO雜化物的這種出色電化學(xué)行為可通過使用綠色且經(jīng)濟高效的方法代替有機基超級電容器,為智能和柔性超級電容器的開發(fā)開辟道路。
 
  Figure 1.制備六氰合鐵酸銅納米立方體裝飾的氧化石墨烯薄膜的實驗過程
 
 
Figure 2. Cu-PBA@GO薄膜的結(jié)構(gòu)形成示意圖
 
  Figure 3. (a)SS/Cu-PBA@GO-6、(b)SS/Cu-PBA@GO-12、(c)SS/Cu-PBA@GO-18納米復(fù)合材料的SEM圖;(d)SS/CuPBA@GO-12樣品的EDS光譜;(e)SS/Cu-PBA@GO-12納米復(fù)合材料的TEM圖
 

Figure 4. (a)SS/Cu-PBA@GO-6、(b)SS/Cu-PBA@GO-12和(c)SS/Cu-PBA@GO-18納米復(fù)合材料的CV曲線;(d)在10mV/s下的CV曲線對比;(e)掃速和比電容的關(guān)系曲線
 

Figure 5. (a)SS/Cu-PBA-12和(b)SS/Cu-PBA@GO-12在不同掃速下的CV曲線;(c)CV曲線對比;(d)比電容的直方圖對比
 
        相關(guān)研究成果于2021年由韓南大學(xué)Kuk Ro Yoon課題組,發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds(https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157868)上。原文:Facile synthesis of Cu-PBA nanocubes/graphene oxide composite as binder-free electrodes for supercapacitor。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號

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