微波固相剥离法制备功能化石墨烯及其电化学电容性能研究.pdf

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1、第26卷第8期无机化学学报Vo1．26No．82010年8月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRYl375—138l微波固相剥离法制备功能化石墨烯及其电化学电容性能研究薛露平-郑明波z沈辰飞-吕洪岭-李念武潘力佳曹洁明，f南京航空航天大学材料科学与技术学院纳米材料研究所，南京210016)f南京大学微结构国家实验室电子科学与工程学院，南京210093)摘要：通过微波固相剥离氧化石墨制备了功能化石墨烯材料。石墨烯的剥离，是由于微波加热过程中氧化石墨烯片上的官能团分解为CO：和HO，产生的压力超过了片层问的范德华力。形貌表征显示了石墨烯的有效剥离和纳米

2、孔结构的形成。红外光谱分析结果表明微波剥离的功能化石墨烯仍然有少量的官能团残留。N等温吸附一脱附测试结果表明样品具有高比表面积(412．9m2~g)和大孔容(1_91am3~g一)。电化学测试结果表明功能化石墨烯具有良好的电化学电容行为和207．5F·g一的比电容。关键词：功能化石墨烯；微波辐射；超级电容器；电化学测试中图分类号：O613．71文献标识码：A文章编号：1001．4861(2010)08—1375-07PreparationofFunctionalizedGrapheneSheetsviaMicrowave-AssistedSolid-StateProcessan

3、dTheirElectrochemicalCapacitiveBehaviorsXUELu．PingZHENGMing．BoSHENChen—FeiLOHong—LingLINian—WuPANLi—JiaCAOJie—Ming，‘(NanomaterialsResearchInstitute，CollegeofMaterialsScienceandTechnology,NanjingUniversityofAeronantwsandAstronautics，Nanjing210016)(~NationalLaboratoryofMierostructures，Schoolof

4、ElectronicScienceandEngineering,NanjingUniversity,Nanjing210093)Abstract：Functionalizedgraphenesheetswereproducedbymicrowave—inducedexfoliationofgrapheneoxide．Exfoliationhappenswhentheoxygen—containinggroupsdecomposedintoCOzandH20bymicrowave—heat，thusyieldingpressuresthatexceedtheVanderWaals

5、attractionbetweenthelayers．X-raydiffraction，FTIR，SEM，TEMandnitrogenadsorption—desorptionwereusedtocharacterizethesamples．Scanningelectronmicroscopyimagesshowthatthesamplepossessesnanoporousstructures．Fourier—transforminfraredspectroscopycharacterizationprovestheexistenceofafewfunctionalgroup

6、sonthesurfaceofgraphenesheets．Theresultsofnitrogenadsorption．desorptionanalysisindicatethatthesamplehashighBETsurfacearea(412．9m2~g)andlargeporevolume(1．91amg-1)．Theelectrochemicaltestsshowthatthesamplehasgoodelectrochemicalcapacitivebehaviorandhighspecificcapacitancevaluesabout207．5F·g～inaq

7、ueousKOH．Keywords：funetionalizedgraphenesheets；microwaveirradiation；supercapacitor；electrochemicalmeasurementsGraphene，anentirelynewclassofcarbonwithtwoattractedgreatinterestbecauseoftheuniquephysical，dimensional(2D)structure，wasfirstreportedbyAndr