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三维石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器领域的研究现状 /高 鑫等 ·25 ·
三维石墨烯复合材料的制备及其在超级 电容器领域的研究现状
高 鑫,岳红彦,郭二军,姚龙辉,林轩宇,王 宝
(哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,哈尔滨 150040)
摘要 三维石墨烯具有独特的三维多孔结构,不仅增加了与电解液的接触面积,同时为固定在其表面的活性物质提供 了快
速的电子传榆通道,有效地提高了超级电容器的电化学性能,使其被认为是最有前景的超级 电容器电极材料。综述了目前获得多
孔结构、大比表面积、优异导电性和 良好力学性能的三维石墨烯的方法,并简述了其复合材料在超级电容器领域的应用现状。
关键词 三维石墨烯 制备方法 复合材料 超级电容器
中图分类号 :TM53 文献标识码:A DOI:10.11896/j.issn.1005一O23X 2017.01.004
PreparationandApplicationsofThree-dimensionalGrapheneComposites
inSupercapacit0rs
GAoXin,YUEHongyan,GUOErjun,YA0Longhui,LINXuanyu,WANGBao
(cshoolofMaterialsScienceandEngineering,HarbinUniversityofSc ienceandTechnology,Harbin150040)
Abstract Theporousstructureofthree-dimensionalgraphenenotonlyimprovesthecontactareawiththeelectrolytebutalso
providesafastelectrontransportchannelsfortheactivematerialsanchoredonit.thereforetheelectrochemicalperformaneeoftheSU—
percapacitorscanbeeffectivelyenhanced。whichmakesthem tObethepromisingmaterialsforsupercapacitors.Thisreviewsummari—
zesthepreparationmethodsofthethree-dimensionalgraphenewithaporousstructure,largespecificsurfacearea,goodelectrical
conductivityandexcellentmechanicalproperties.Inaddition,theapplicationstatusofthethree-dimensionalgraphenecompositesin
supercapacitorsisdescribed.
Keywords three-dimensionalgraphene,preparationmethods,composites,supercapaeitor
0 引言 1 三维石墨烯的制备
石墨烯是一种碳原子 以sp。杂化轨道结合,只有单原子 由于三维石墨烯在超级电容器领域所展现的优异性能,
层厚度的二维材料,具有超高的物理和力学性能_】]。目前 大规模制备三维石墨烯成为 目前最主要的问题。目前三维
石墨烯主要的制备方法有机械剥离法[3]、氧化石墨还原法_4 石墨烯的制备主要可以分为两类:模板法和组装法。
和化学气相沉积法l5](Chemicalvapordeposition,CVD)等, 1.1 模板法
为石墨烯在电子、能量存储、传感器等领域的大规模应用提 模板法是通过预先制备三维模板,来获得形貌和性能可
供了保障。三维石墨烯是由二维石墨烯整合组装而成,延续 控的三维石墨烯。CVD法是模板法中最典型的三维石墨烯
了二维石墨烯的优良的物理和力学性能,另外因为其三维多 制备
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