氮掺杂石墨烯的制备及其超级电容性能.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————氮掺杂石墨烯的制备及其超级电容性能 November [Article] 物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)ActaPhys.-,28(11),2745-2753doi: 866/PKU. 苏鹏 12 郭慧林 1,* 彭三 1 宁生科 2(1 西北大学化学与材料科学学院,合成与天然功能分子化学教育部重点实验室, 西安 710069; 西安工业大学工业中心, 西安 710021) 摘要: 以氧化石墨烯(GO) 为原料, 尿素为还原剂和氮掺杂剂, 采用水热法合成了氮掺杂石墨烯. 利用扫描电子显微镜(SEM) 、透射电子显微镜(TEM) 、傅里叶变换红外(FTIR) 光谱、 X 射线衍射(XRD) 、X 射线光电子能谱(XPS) 、氮气吸脱附分析、电导率和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行表征. 结果表明: 水热条件下尿素能有效地化学还原 GO 并对其进行氮掺杂; 通过调节原料与掺杂剂的质量比, 可以得到不同氮掺杂含量的石墨烯, 氮元素含量范围为 %-%( 原子分数);在 6mol · L-1 的 KOH 电解液中, 氮元素含量为 % 的掺杂石墨烯的超级电容性能最优, 即在 3A · g-1 电流密度下首次恒流充放电比电容可达 · ------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— g-1, 经 120 0 次循环后的比电容为 · g-1, 电容保持率为 %. 关键词: 石墨烯; 氮掺杂; 尿素; 水热法; 超级电容器 O646 中图分类号: PreparationofNitrogen-DopedGrapheneandItsSupercapacitive Properties SUPeng1GUOHui-Lin1,*PENGSan1NINGSheng-Ke2 (1KeyLaboratoryofSyntheticandNaturalFunctionalMoleculeChemistry,Mi nistryofEducation,CollegeofChemistryandMaterialsScience,NorthwestUni versity,Xi?an710069,;2IndustryTrainingCenter,Xi?anTechnologic alUniversity, Xi?an710021,) Abstract:Nitrogen-dopedgraphenewassynthesizedbythehydrothermalme thodwithgrapheneoxide (GO)astherawmaterialandureaasthereducing- gy,structure,ponentsoftheas-producedgraphenewerecharacterizedbyscanningele ctronmicroscopy, ------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— transmissionelectronmicroscopy,Fouriertransforminfraredspectroscopy,X -raydiffraction,X-ray photoelectronspectroscopy,nitrogenadsorption-desorptionanalysis,andel ectricalconductivity eplaneatthesametimeas theGOsheetswerereduced,%-