锌粉快速还原制备石墨烯及其薄膜
石墨烯是一种二维蜂窝状碳纳米材料,具有优异的电学、热力学和力学性能,以及高的电子迁移率、高比表面积和奇特的电学性能.这种独特的纳米结构在超级电容器、电池和传感器应用方面具有潜在的应用价值.为了避免使用水合肼、硼氢化钠、对苯二酚等有毒还原剂,笔者开发出一种新型的方法来实现GO的快速还原。研究发现,室温环境下Zn粉在弱碱性条件下能够快速还原GO,提供了一种环境友好、快速、低成本及可批量制备石墨烯基材料的新方法。采用FT-IR、XRD、XPS、Raman、SEM、AFM和TEM等手段对样品进行表征。结果表明,经氨水/Zn粉还原体系处理后,氧化石墨烯片上的大量含氧官能团,尤其是环氧基功能团被脱除,从而实现有效还原,制备出高质量的还原氧化石墨烯。在此基础上,笔者进一步提出一种以氨水/锌粉还原体系的绿色合成方法来快速还原石墨烯纳米多孔结构薄膜。系统研究了浸泡时间对还原程度的影响,研究表明还原时间对产物形貌、结构、还原度和电容性能等起着关键的作用。经1min还原的石墨烯薄膜电极具有最高的C/O原子比和电容特性,在6M KOH水溶液电解质中比电容为130F/g。此外,在室温下制备了氧化锌鄄石墨烯(ZnO-G)纳米电极复合材料,探讨其电化学储能方面的应用及生成机理。作为金属绿色还原法,也可考虑采用Fe、AI、Mn等金属,使用类似的方法制备其它种类的复合材料,其中某种复合材料作为电极材料的电容值可能显著提高。
电极材料 石墨烯 制备工艺 微观形貌
李永锋 张卫珂 刘燕珍 陈成猛
太原理工大学力学学院,山西太原030024 中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室,山西太原030001
国内会议
长沙
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1-1
2015-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）