埃及先进技术与新材料研究所--高产制备光致发光量子化石墨烯纳米圆盘及其在超级电容器中的应用

在这项工作中，通过一步法在高压和高温下，从废轮胎中制备了高收益的氮掺杂石墨烯纳米圆盘，该过程使用的是不锈钢反应釜，且无需任何化学添加剂。在制备过程中反应温度起着至关重要的作用，通过将温度从600°C升高到1100°C，碳原子重新排列构建了纳米圆盘和量子点的混合石墨烯结构。所获得的石墨烯作为超级电容器电极时，具有优异的电容特性和长时间稳定性。它的比电容为 161.24 F/g，并实现了733.3 W/kg 的功率密度和27.1 Wh/kg的能量密度。这项工作的发现不仅为消除有害物质提供了解决方案，而且还提出了一种新意识，即将一些危险材料转变为具有成本效益和经济的纳米材料；另一方面，该工作也阐明了废弃物在电力上的潜在价值。

Figure 1.从废旧轮胎制备N-GND，再到构建超级电容器装置的过程以及原理示意图。

Figure 2. 不同样品在1200到3000 cm-1波数范围内的拉曼光谱比较。

Figure 3．（a-i）不同样品的TEM和HRTEM图比较，图（b）中的插图呈现了相应的晶格条纹和晶格间距。

Figure 4．(A) 激发为波长290 nm 时的 PL 发射光谱。插图为在365 nm紫外线照射下的石墨烯乙醇溶液照片。(B) 相同石墨烯乙醇溶液在室温保存48天后的PL发射光谱。

Figure 5. GND 电极的电化学测量：(A) 所有样品在3 M Na2SO4溶液100 mV/s 扫速下的CV曲线，(B) CW4 在不同扫速下的CV曲线，（C）所有样品在固定电流密度下的恒电流充放电曲线，（D）以及CW4电极在不同电流密度下的恒电流充放电曲线。

该研究工作由埃及先进技术与新材料研究所Abd El-Hady B. Kashyout课题组于2021年发表在ACS Omega期刊上。原文：Fabrication of High Yield Photoluminescent Quantized Graphene Nanodiscs for Supercapacitor Devices。