【引止】

由于石朱烯具备下导电性战实际比容量（550 F g^-1），水稻田其做为超级电容器电极质料受到了极小大的哈滨闭注。可是工程，传统格式分解的小大烯兼下比复原复原氧化石朱烯（RGO）概况露有小大量的露氧夷易近能团。正在储能操做中，教A具超及倍级电RGO概况的石朱算设露氧夷易近能团能提供分中的赝电容，但同时也赫然降降质料的容量容器导电性。因此，率功料牛正在后退RGO导电性的超念同时，公平调控RGO概况露氧夷易近能团的电极的挨种类战扩散，使两者抵达失调，质料从而充真发挥赝电容功能隐患上特意尾要。克制

【功能简介】

远日，备质哈我滨工程小大教的水稻田范壮军（通讯做者）团队分解了一种 “水稻田”挨算的功能化石朱烯质料。通过高温少时候热处置氧化石朱烯，哈滨调控露氧夷易近能团概况迁移速率，克制sp²碳共轭导电汇散的组成，制备了 “水稻田”挨算石朱烯。回支sp²碳构建“沟渠”，以具备赝电容存储功能的sp³碳露氧夷易近能团为水稻，使sp³碳露氧夷易近能团孤岛仄均扩散正在连绝残缺的sp²共轭导电汇散开，保障电极质料下导电性的同时，极小大天后退了石朱烯概况露氧夷易近能团赝电容贡献率。因此，该质料展现出超下容量（436 F g⁻¹at 0.5 A g⁻¹）、下倍率功能（261 F g⁻¹at 50 A g⁻¹），战劣秀的循环晃动性（正在100 mv s^-1下循环10000次多少远出有容量益掉踪）。相闭钻研功能“Oxygen Clusters Distributed in Graphene with “Paddy Land” Structure: Ultrahigh Capacitance and Rate Performance for Supercapacitors”为题宣告正在Advanced Functional Materials上。

【图文导读】

图1 石朱烯“水稻田”挨算的组成示诡计战电镜表征

（a-c）石朱烯“水稻田”挨算组成示诡计

（d）“水稻田”石朱烯的SEM图像

（e-f）“水稻田”石朱烯的TEM图像

图2 温度战时候调控氧化石朱烯的XRD战XPS表征

（a）GO随温度战时候调控的XRD修正图

（b）GO随温度战时候调控的XPS修正图

图3 GO概况露氧夷易近能团随时候战温度的衍变纪律

（a）GO总露氧量随时候战温度的修正

（b）GO概况露氧夷易近能团种类战露量随时候战温度的修正

（c）sp²C战C-OH+COOH随时候战温度的修正

（d）石朱烯“水稻田”挨算组成示诡计

图4 “水稻田”石朱烯的挨算表征

（a）“水稻田”石朱烯的TEM图像

（b）“水稻田”石朱烯的EELS直线

（c）160 ºC下，氧化石朱烯的Raman直线随热处置时候的修正

（d）160 ºC下，石朱烯sp²团簇直径随热处置时候的修正

图5“水稻田”石朱烯电极（GO-160-8D）的电化教功能

（a）扫速为100 mV s^-1时，GO-80-8D, GO-120-8D战GO-160-8D电极的循环伏安直线

（b）GO-80-8D, GO-120-8D战GO-160-8D电极的倍率功能直线

（c）不开扫描速率下GO-160-8D电极的循环伏安直线

（d）GO-160-8D电极正在不开电流稀度下的恒流充放电直线

（e）GO-160-8D电极与文献报道种种复原复原氧化石朱烯电极的倍率功能比力

图6 “水稻田”石朱烯电极（GO-160-8D）的功能表征

（a）电极比容量战C-OH+COOH露量的关连

（b）不开背载量的GO-160-8D战商业活性冰（YP-50）电极的倍率功能

（c）GO-160-8D战不开温度复原复原氧化石朱烯电极质料的比容量比力

（d）GO-160-8D的电化教寿命测试

图7 实际合计及提出的挨算

（a）不开温度处置的RGO挨算瞻仰图

（b）不开温度处置的RGO前方轨讲扩散图

（c）不开温度处置的RGO电荷扩散图

【小结】

本文乐成斥天了一种“水稻田”挨算的石朱烯 (GO-160-8D)，其概况露氧夷易近能团的种类、露量战扩散可能经由历程热处置时候战温度妨碍抉择性调控。事实下场，经由历程160 ºC处置氧化石朱烯8天，使GO概况保存了小大量以团簇（sp³C）模式扩散正在共轭导电汇散（sp²C）中的C-OH战O=C-OH夷易近能团，正在保障电极质料下导电性的同时，极小大的后退石朱烯概况露氧夷易近能团赝电容的贡献率，使“水稻田”石朱烯电极质料展现出了下比容量，下倍率战劣秀的循环晃动性。因此，操做高温少时候热处置工艺分解的“水稻田”石朱烯可进一步操做到燃料电池战金属离子电池等规模。

文献链接：Oxygen Clusters Distributed in Graphene with “Paddy Land” Structure: Ultrahigh Capacitance and Rate Performance for Supercapacitors (Adv. Funct. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adfm.201705258)

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(责任编辑：全球动态)

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