化學(xué)專業(yè)外文翻譯--自組裝石墨烯—碳納米管復(fù)合膜制備超級(jí)電容器-文庫吧
2025-04-17 15:25 本頁面
【正文】 C＝ O存在， 24 表明一些 PEI 鏈已經(jīng)經(jīng)由酰胺鍵的形成在石墨烯表面形成共價(jià)連接。 圖 2 和 GO 和 PEIGN 的 XPS 光 譜 圖 2 (a)寬掃描光譜 ； (b)GO 的 XPS C1s 光譜 ； (c)PEIGN 的 XPS C1s 光譜 ； (d)PEIGN的 XPS N1 光 譜。 PEIGN表面上大量的 NH2基團(tuán)能夠得到質(zhì)子（ NH3+）通過一定的 pH調(diào)節(jié)，使PEIGN溶解在去離子 （ DI） 水中實(shí)現(xiàn) pH調(diào)控 (pH=29)， 25去離子水是有 利用 酸化材料自組裝石墨烯 — 碳納米管復(fù)合膜 制備超級(jí)電容器 4 （例如 MWNTCOOH） 26制備的帶負(fù)電荷的 多壁碳納米管（ MWNT） 順序自組裝得到。正如圖 3a所示，帶正電的 PEIGN和帶負(fù)電的 多壁碳納米 （ MWNT） 合成膜在硅或銦錫氧 （ ITO） 玻璃基材上的合成 是 通過一個(gè)明確界定的多層順序組裝程序來實(shí)現(xiàn)。27在基材上固定的石墨烯層通過光學(xué)吸收測(cè)量 (圖 S2)和掃描電子顯微鏡 (SEM，圖三 )來分析。就如圖 3b所示，粒徑從 —5微米的石墨烯薄膜呈現(xiàn)高的基材表面覆蓋率在沉浸在 PEIGN水溶液中之后 ( mg/mL,pH=8)(圖 3b)。 25當(dāng)基材順序的沉浸在MWNTCOOH水溶液 (,pH=)26中之后， 能夠觀察到另一種隨機(jī)定向的不同長(zhǎng)度的納米管層被組裝在覆蓋有石墨烯 (圖 3c)的基材上。 這些結(jié)果證實(shí)順序自組裝過程成功的實(shí)現(xiàn)均勻的薄膜與碳合成材料很好的連接。通過重復(fù)上面的浸染步驟，獲得想要的厚度和性質(zhì)的薄膜。因此，自組裝 復(fù)合 膜形成的基材 在烘箱 150℃ ， 12h，真空下 ， 以在 PEIGN和 酸 化 MWNT間 形成酰胺鍵。 27［ PEIGN/MWNTCOOH］ 9的多層膜在第九次沉積循環(huán)后測(cè)得的 SEM圖。圖 3d,c展現(xiàn)一個(gè)相對(duì)密集和均勻的 帶有 明 顯 的納米 孔 的網(wǎng)絡(luò) 狀的碳納米結(jié)構(gòu)。正如所料，通過碳 納米 管在石墨烯片之間的橋梁作用夠成了延伸的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)?石墨烯和 CNTs固有的高 導(dǎo) 電 性和大的比表面積， 可 觀察到 帶有納米孔的 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 的復(fù)合膜 有快速的 電 子 和離子傳導(dǎo)性能， 表現(xiàn)出 理想 的 儲(chǔ)能電極 特性 。 自組裝石墨烯 — 碳納米管復(fù)合膜 制備超級(jí)電容器 5 圖 3 (a)帶正電的 PEIGN 和帶負(fù)電的 MWNT 的鍍膜工藝對(duì)吸收一定基底 (例如 ,矽晶圓 ,ITO玻璃 )； SEM 圖譜 (b)第一層 PEIGN 和 (c)第一個(gè)雙層 ［ PEIGN/MWNTCOOH]1的 薄膜 。 在 ITO 玻璃片上的被加熱處理的［ PEIGN/MWNTCOOH］ 9，功能化的雙分子 膜(圖 4)的 循環(huán)伏安曲線 (CVs)在 H2SO4 溶液 中， 室溫下 得到 。 涂層 ITO 玻璃片用于工作電極 ,Ag/AgCl(3M KClfilled)電極用做參比電極，鉑絲用于 對(duì) 電極。此研究是在 ～ 下以 ～ 1V/S 的掃描速度進(jìn)行。測(cè)得的伏安曲線顯示出矩形形狀，應(yīng)用于電容器，平均比電容 （ 120F/g） 一般比那些垂直直線 28和不聚集的 CNT 電極要高。 29,30需要注意的是 CVs 甚至在一個(gè)更高的掃描速度 和 ，表明用一個(gè)低的等電容的電極能快速充放電。 31 結(jié)果表明，新型合成膜制備超級(jí)電容器有很大潛力。 圖 4． (a) 室 溫下， 掃描速度 ， 從熱處理溫度得到[PEIGN/MWNTCOOH]n雙層膜數(shù) n=3， 9， 15； (b,c)CVs 和具體在掃描 速率 , ,[PEIGN/MWNTCOOH]9在 硫酸 研究了膜在室溫下推導(dǎo)出了 其 電容(d)CVs[PEIGN/MWNTCOOH]9 的薄 膜在更高 掃描 速率 ,和 下制得 。 總之，穩(wěn)定的含有聚合鍵的石墨烯水穩(wěn)定體系經(jīng)由混有陽離子 PEI 的剝離的氧化石墨還原制的。合成的 PEI改進(jìn)的石墨烯水溶液用于和有氧酸 MWNTs的順序自組裝，形成明確定義的納米電極的碳結(jié)構(gòu)相連接形成的合成碳膜。因此 ，這種自組裝方法能被用于大面積的多倍混合物合成膜 有 明確定義的結(jié)構(gòu)和適合于電化學(xué)應(yīng)用不同基材厚度的可調(diào)性。已經(jīng)被證實(shí)的的網(wǎng)絡(luò)碳結(jié)構(gòu)的合成膜能形成離子快速分散的狀態(tài)。其自組裝石墨烯 — 碳納米管復(fù)合膜 制備超級(jí)電容器 6 顯示出矩形 CV，有高掃描速率 1V/S，平均比電容為 120F/g,很有希望制備成超級(jí)電容器。
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