超級電容器由于其長壽命和高功率密度而作為儲能裝置備受關注。石墨烯材料因其高比表面積、導電性和穩定性而成為超級電容器電極的競爭候選者。已報道雜原子摻雜或與金屬/金屬氧化物結合可有效地進一步改善石墨烯基電極的電容性能。在這里，一種有源屏幕等離子體（ASP）技術被應用在氧化石墨烯（GO）上，作為一種低溫、環境友好的一步式多功能處理技術。ASP處理過的GO的特征表明，GO減少了，氮摻雜主要以石墨N構型出現，并且摻入了多種金屬元素（Fe、Mn和Cr）。電氣和電化學性能均得到顯著改善，薄層電阻降至~1.1×10
6 Ω sq
-1，僅為GO的五分之一，比電容提高至~20 F g
-1，是GO的四倍。這些結果表明，先進的ASP技術是同時還原和摻雜GO的簡單而簡便的方法，其中將金屬/金屬氧化物納米粒子引入了儲能應用。
Figure 1. 有源屏幕等離子體處理的示意圖
Figure 2. 用于電化學測試的三電極配置圖解設置
Figure 3. （a）UN-GO，（b）AN-GO和（c）ASP-GO的SEM圖；（d）ASP-GO的高分辨率SEM形態；（e）沿沉積顆粒的SEM/EDS線掃描，表明顆粒處的鐵元素強度高
Figure 4. 在不同掃描速率下，（a）UN-GO，（b）AN-GO和（c）ASP-GO的CV曲線和（d）比電容。
Figure 5. 未經處理、退火和ASP處理的GO樣品的恒電流充放電曲線。
相關研究成果于2021年由伯明翰大學Zhiyuan Jing課題組，發表在J Mater Sci（https://doi.org/10.1007/s10853-020-05410-y）上。原文：Active-screen plasma multi-functionalization of graphene oxide for supercapacitor application。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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