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华南师范大学Dong Shu团队联合中山大学--基于三维N,S-共掺杂rGO泡沫的超级电容器具备高的电容量和循环稳定性
       这里,通过气体发泡方法(类似于蒸面包)成功制备了一种新颖的三维N,S-共掺杂还原氧化石墨烯(3D NSrGO)泡沫,其中(NH4)2S2O3作为发泡剂以及提供N和S源。如此交联的3D结构不仅具有高的比表面积,还为电子/离子传输提供了更多的传输通道。此外,引入含N和S的官能团,在石墨烯中创造了晶格缺陷,这为法拉第赝电容发生提供了更多的活性位点。最终,在三电极系统中对3D NS-rGO样品进行了电化学测试,在1 A g-1电流密度下其容量达306.3 F g-1,优于相同温度下制备的rGO两倍之上。此外,该3D NS-rGO样品显示了极好的循环稳定性,经过10000次循环测试后其电容损失小于2%暗示其在高性能超级电容器的潜在应用前景。

Figure 1.制备3D NS-rGO泡沫的过程示意图。


Figure 2.GO,(NH4)2S2O3,以及GO和(NH4)2S2O3两者混合物的TGA曲线,(b)GO,(NH4)2S2O3和3D NS-rGO材料的XRD图。


Figure 3.(a)GO,(b-d)3D NS-rGO的SEM图,(e)N元素和(f)S元素的漫谱图。


Figure 4.(a)3D NS-rGO电极,(b)rGO在不同扫速下的CV曲线,(c)两种电极在10 mV s-1固定扫速下的CV曲线比较,(d)3D NS-rGO电极在不同电流密度下的恒电流充放电曲线,(e)两种电极在1 A g-1固定电流密度下的恒电流充放电曲线。


Figure 5.(a)两种电极的倍率性能,(b)电化学阻抗谱,(c)频率响应。


Figure 6. (a)3D NS-rGO电极的放电速率与相应比电容的函数关系,(b)循环性能测试。
       该研究工作由华南师范大学Dong Shu团队联合中山大学Chun He于2019年发表在Journal of Colloid and Interface Science期刊上。原文:Synthesis of three dimensional N&S co-doped rGO foam with high capacity and long cycling stability for supercapacitors(https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.11.007)
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