伯明翰大学Zhiyuan Jing课题组--氧化石墨烯的有源屏幕等离子体多功能化用于超级电容器应用

超级电容器由于其长寿命和高功率密度而作为储能装置备受关注。石墨烯材料因其高比表面积、导电性和稳定性而成为超级电容器电极的竞争候选者。已报道杂原子掺杂或与金属/金属氧化物结合可有效地进一步改善石墨烯基电极的电容性能。在这里，一种有源屏幕等离子体（ASP）技术被应用在氧化石墨烯（GO）上，作为一种低温、环境友好的一步式多功能处理技术。ASP处理过的GO的特征表明，GO减少了，氮掺杂主要以石墨N构型出现，并且掺入了多种金属元素（Fe、Mn和Cr）。电气和电化学性能均得到显着改善，薄层电阻降至~1.1×10⁶ Ω sq^-1，仅为GO的五分之一，比电容提高至~20 F g^-1，是GO的四倍。这些结果表明，先进的ASP技术是同时还原和掺杂GO的简单而简便的方法，其中将金属/金属氧化物纳米粒子引入了储能应用。

Figure 1. 有源屏幕等离子体处理的示意图

Figure 2. 用于电化学测试的三电极配置图解设置

Figure 3. （a）UN-GO，（b）AN-GO和（c）ASP-GO的SEM图；（d）ASP-GO的高分辨率SEM形态；（e）沿沉积颗粒的SEM/EDS线扫描，表明颗粒处的铁元素强度高

Figure 4. 在不同扫描速率下，（a）UN-GO，（b）AN-GO和（c）ASP-GO的CV曲线和（d）比电容。

Figure 5. 未经处理、退火和ASP处理的GO样品的恒电流充放电曲线。

相关研究成果于2021年由伯明翰大学Zhiyuan Jing课题组，发表在J Mater Sci（https://doi.org/10.1007/s10853-020-05410-y）上。原文：Active-screen plasma multi-functionalization of graphene oxide for supercapacitor application。