氧化插层是目前制备氧化石墨烯(GO)类单层/多层材料的主流方法之一, 其关键步骤为氧化剂和插层剂的选择及工艺的匹配。传统工艺主要采用Hummers法, 存在氮氧化物排放量大、环境危害大、安全性差等问题, 本文综述了近年来氧化插层制备氧化石墨烯的研究进展, 重点阐述了绿色氧化剂、插层剂的研究进展及相应工艺的改良与创新, 系统分析了不同试剂的反应机理及应用效果, 旨在寻找绿色环保、价格低廉、更适合工业化的制备方法。
氧化石墨烯 绿色制备 氧化剂 插层剂 氧化插层 工艺优化 graphene oxide green preparation oxidation agent intercalation agent oxidization intercalation process innovation
1 天津工业大学 分离膜与膜过程国家重点实验室, 天津 300387
2 天津工业大学 环境与化学工程学院, 天津 300387
3 天津工业大学 纺织学院, 天津 300387
传统的NiCo2S4硫化过程需要高温加热, 耗能较大, 并且单纯的硫化物导电性差。本工作通过绿色环保的室温硫化法成功制备出以活性炭纤维(ACF)为核, NiCo2S4为壳的复合异质结电极材料(NiCo2S4@ACF)。NiCo2S4@ACF复合电极材料的层状结构, 有效增大了与电解液的接触面积, 改善了电子的传输路径, 使其具有更优良的电化学性能。当电流密度为1 A/g时, 其比电容值高达1541.6 F/g (678 μF/cm2)。另外, NiCo2S4@ACF和ACF分别作正负极组装成的非对称超级电容器(Asymmetric Supercapacitors, ASC)展现了良好的电化学性能: 能量密度高, 当功率密度为800 W/kg时, 能量密度高达49.38 Wh/kg; 循环性能稳定, 循环充放电2000圈后比电容仍能保持90.27%。研究表明, NiCo2S4@ACF复合电极材料是一种应用前景广阔的超级电容器电极材料。
NiCo2S4@ACF heterostructure green preparation asymmetric supercapacitors NiCo2S4@ACF 异质结 绿色制备 非对称超级电容器
