酞菁铁改性氧化石墨烯的制备及其超级电容器性能  被引量:3

Fabrication of FePc/graphene oxide nanocomposites and its supercapacitor performances

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作  者:张亚彬[1,2] 王青[1,2] 高海燕 赵永男[1,2] ZHANG Ya-bin;WANG Qing;GAO Hai-yan;ZHAO Yong-nan(Tianjin Key Laboratory of Advanced Fibers and Energy Storage,Tiangong University,Tianjin 300387,China;School of Material Science and Engineering,Tiangong University,Tianjin 300387,China;Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry(Ministry of Education),Nankai University,Tianjin 300071,China)

机构地区:[1]天津工业大学天津市先进纤维与储能技术重点实验室,天津300387 [2]天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387 [3]南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室,天津300071

出  处:《天津工业大学学报》2021年第4期60-66,共7页Journal of Tiangong University

基  金:国家自然科学基金资助项目(21703152);天津市青年科学基金项目(17JCQNJC06100);南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室开放基金项目。

摘  要:为了提高超级电容器的能量密度以及倍率性能,以浓硫酸作为溶剂,以氧化石墨烯、酞菁铁(FePc)作为原料,用自组装的方法制备酞菁铁改性氧化石墨烯(FePcGO)复合材料,通过XRD、FTIR、拉曼光谱、XPS等方法证实FePc通过π-π堆积的作用均匀分布在氧化石墨烯表面,研究其超级电容器性能。电化学测试结果表明:FePcGO复合材料的独特结构使纳米复合材料的电导率大幅提高,加快了电荷转移和电解质迁移的速率,FePc和GO之间紧密的π-π堆积赋予了材料结构稳定性;同时FePc分子的引入可提供赝电容,抑制还原氧化石墨烯的石墨化堆积,改善其超级电容器性能;FePcGO电极在1 A/g的电流密度下达到337 F/g的比容量,在100 A/g的电流密度下具有37%的高电容保留率。In order to improve the energy density and rate performances of supercapacitor,nanocomposites of iron(Ⅱ)phthalocyanine and graphene oxide(dennoted as FePcGO)are rationally and facilely fabricated via self-assembly using concentrated sulfuric acid as the solvent,graphene oxide and FePc as raw material.XRD,UV-vis,FTIR,Raman and XPS measurements confirm the molecularly dispersive FePc molecules on GO nanosheets viaπ-πstacking,and its supercapacitor performances are studied.The electrochemical test results show that the unique structure of FePcGO renders the nanocomposites greatly improved conductivity and accelerated rates of both charge transfer and electrolyte migration.The tightlyπ-πstacking between FePc and GO bestows the materials structural stability.The molecularly dispersive FePc contributes much pseudocapacitance and suppress the graphitization accumulation of reduced graphene oxide and improves its supercapacitor performance.The FePcGO composites specific deliver a high discharge capacity of 337 F/g at current density of 1 A/g.High capacitance retention of 37%at 100 A/g demonstrates superior rate performance.

关 键 词:超级电容器 酞菁铁 酞菁铁氧化石墨烯复合材料 

分 类 号:TM53[电气工程—电器] TB332[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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