由于其高的比表面積和用于離子存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)牡颓坌裕嗫资┮驯徽J(rèn)為是用于諸如鋰離子電池和超級(jí)電容器的能量存儲(chǔ)裝置的有前途的材料。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用,需要一種可擴(kuò)展的綠色制備多孔石墨烯的方法。這項(xiàng)工作提出了一種簡(jiǎn)單的制備多孔石墨烯的方法,該方法是簡(jiǎn)單地在空氣中微波輻射原始石墨烯。與以前的可擴(kuò)展方法相比,此方法顯示出更高的效率,將合成時(shí)間從數(shù)小時(shí)縮短至幾分鐘。微波輻射誘導(dǎo)納米孔形成的機(jī)理涉及微波、電子、空氣中的氧氣以及石墨烯缺陷區(qū)域中的碳原子之間的相互作用。孔的大小、密度和分布可以通過(guò)調(diào)整微波照射時(shí)間和氧氣濃度來(lái)控制。用作混合導(dǎo)電劑,所制備的多孔多層石墨烯在高電流密度(8 A g
-1)時(shí)將電容保持率提高到96.25%,而在長(zhǎng)循環(huán)(1 A g
-1和10000次循環(huán))中則將電容保持率提高到96.48%。

Figure 1. 多孔石墨烯(HG)的制備過(guò)程

Figure 2. 石墨烯在(a)空氣、(b)氧氣、(c)氮?dú)夂停╠)氬氣氛中的微波輻射現(xiàn)象。

Figure 3. (a)PG和MW-HG-20的拉曼光譜。(b)G/D比的趨勢(shì)。(c)PG和(d)MW-HG-20的TEM圖像。

Figure 4. (a)MW-HG-1和(b)MW-HG-10的TEM圖像。(c)MW-HG-1和MW-HG-10和(d)MW-HG-10和MW-HG-20的尺寸分布。

Figure 5. AC-HG超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。
相關(guān)研究成果于2021年由西安交通大學(xué)Yuge Bai課題組,發(fā)表在Nanotechnology(https://doi.org/10.1088/1361-6528/abbfd4)上。原文:Scalable and fast fabrication of holey multilayer graphene via microwave and its application in supercapacitors。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)