PDF《Reduced Graphene Oxide》

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ivypub.org/rms Research of Materials Science June 2014, Volume 3, Issue 2, PP.36-43 The Effect of Aqueous Electrolyte on Electrochemical Properties of Low-temperature Reduced Graphene Oxide Yuan Hou, Bangwen Zhang# , Ruiguang Xing, Chaoke Bulin College of Material and Metallurgy, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China # Email: [email protected] Abstract Reduced graphene oxide (RGO) was prepared via low-temperature heat treatment, which was used to study on the effect of aqueous electrolyte on electrochemical properties of RGO. The RGO were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FESEM) and transmission electron microscope (TEM), the electrochemical properties of RGO were investigated by cyclic voltammetry, galvanostatic charge/discharge and electrochemical impedance spectroscopy techniques. The results indicate that the retained functional groups were benefit for the improvement of specific capacitance and the specific capacitance of RGO in

1 mol/LH2SO4 was better than that in

1 mol/L Na2SO4. Keywords: Aqueous Electrolyte;

Low-temperature;

Reduced Graphene Oxide;

Electrochemical Properties 水系电解液对低温还原氧化石墨烯电化学性能的 影响* 侯渊,张邦文,邢瑞光,布林朝克 内蒙古科技大学 材料与冶金学院,内蒙古 包头

014010 摘要:通过低温还原氧化石墨烯,得到还原氧化石墨烯(RGO),以此为电极材料研究了水系电解液对其电化学性能 的影响.采用 X 射线衍射(XRD)、傅立叶红外转换光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)及透射电镜(TEM) 对RGO 进行了表征,利用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试了不同水系电解液对电极材料电化学性能的影响.结 果表明,在低温热还原条件下,RGO 氧化官能团有所保留,电化学测试说明保留的氧化官能团对电极材料良好的电化学 性能有所贡献;

电极材料在

1 mol/LH2SO4 电解液中的比电容要大于在

1 mol/LNa2SO4 电解液中的比电容. 关键词:水系电解液;

低温还原;

还原氧化石墨烯;

电化学性能 引言 与锂离子电池相比,超级电容器作为当下储能器件研究的热点有着其独特的优势,循环寿命长、功率密 度大等优势表现最为突出,所以,在诸如交通、通信及军事等领域有着广泛的应用[1-3] .超级电容器的结构类 似于电池,由电极、电解质和隔膜等三部分构成.其中,电极是超级电容器最重要的组成部分,而关于电极 研究的核心是电极材料,现在使用的电极材料主要有三大类:碳材料、金属氧化物和导电聚合物[4] .石墨烯 作为当下碳材料家族的明星,其与身俱来的高比表面积、高导电率正在被大量的研究者开发和利用[5-7] .石墨 烯制备的三大类典型的制备方法[8-12] :(1)机械剥离法:获得量少,但易于理论研究.(2)化学气相沉积 法:呈薄膜,面积大.(3)氧化还原法:价廉,可实现量产化.而氧化还原法的优点使得大量的研究倾向 * 基金资助:受国家自然科学基金(51164026)与包头市科技局园区建设科技发展项目(2010Y2004)支持资助. -

37 - http://www.ivypub.org/rms 于利用其作为制备石墨烯的方法进行超级电容器用电极材料的研究. 氧化还原法是先将石墨氧化为氧化石墨烯,然后通过各种还原手段将氧化官能团去掉使氧化石墨烯转化 成为石墨烯.氧化有很多种方法,现在最成熟且通用的方法是Hummers法[13] ,而还原方法中,主要有化学还 原剂还原[14, 15] ,电化学还原[16] 以及热解还原[17] 等,其中,热解还原较其他两种方法有绿色、易于控制等优 点.热解还原分为高温(>700℃)、中温(400~700℃)和低温(