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1、物理化學(xué)學(xué)報(bào)(WuliHuaxueXuebao1l726ActaP．一Chim．Sin．2012，28(7)，1726—1732July[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201204261www．whxb．pku．edu．cn電弧放電法制備石墨烯的硝酸改性及其電化學(xué)性能增強(qiáng)申保收馮旺軍郎俊偉王儒濤邰志新閻興斌，(蘭l』1i理工大學(xué)理學(xué)院，蘭州730050；中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所，固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州730000)摘要：采用電弧放電法大規(guī)模制備了層數(shù)少，導(dǎo)電率高，結(jié)晶性好的石墨烯納米片fGN
2、Ss)．通過掃描電鏡(SEM)~D透射電鏡(TEM)表征發(fā)現(xiàn)制得的石墨烯形貌良好．然而電化學(xué)測試表明GNSs作為電極材料的電容性能不好．為了增加材料表面電化學(xué)反應(yīng)活性點(diǎn)，促進(jìn)GNSs在水系電解液中的潤濕性，我們對(duì)所制備的GNSs表面進(jìn)行了硝酸改性處理．結(jié)果顯示硝酸處理后的石墨烯納米片(H-GNSs)表面新增了較多的含氧氮官能團(tuán)，其親水性得到了顯著提高．對(duì)H-GNSs的電化學(xué)研究表明：硝酸改性處理后的GNSs在2mol·LKOH溶液中電流密度為O．5A·g時(shí)，比電容可達(dá)65．5F·g～，約為改性前的30倍：eL#l-，H．GNS
3、s作為電極材料連續(xù)進(jìn)行2000次充放電測試后還展示出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性，是一種潛在的超級(jí)電容器電極材料．關(guān)鍵詞：石墨烯：電弧放電：化學(xué)改性：比電容：超級(jí)電容器中圖分類號(hào)：0646NitricAcidModificationofGrapheneNanosheetsPreparedbyArc-DischargeMethodandTheirEnhancedElectrochemicalPropertiesSHENBao—Shou’lFENGWang—Jun’’LANGJun—WeiWANGRu—TaoTAIZhi—XinYANXin
4、g—Binjf‘SchoolofScience，LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,R．China；StateKeyLaboratoryofSolidLubricationLanzhouInstituteofChemicalPhysics，ChineseAcademyofSciences,Lanzhou73000~PR．ChinaAbstract：Large-scalesynthesisoffew-layergraphenenanosheets(GNSs)withhighcr
5、ystallinityandelectricaIconductivity(1680S·m1isachievedbyanarc—dischargemethod．TheGNSsexhibitedgoodmorphoIoqiesasobservedusingscanningelectronmicroscopy(SEM)andtransmissionelectronmicroscopy(TEM)．However，electrochemicaItestingshowedthattheperformanceofthegraphene(GN
6、S)electrodesinsupercapacilOrswaspoor．ToincreasethesurfaceactivesitesforelectrochemicaIreactionsandpromotethewettabilitybyaqueouselectrolyteoftheGNSs，anitdcacidtreatmentwasusedtochemicallymodifytheirsurface．Theacidtreatmentintroducedmoreoxygen／nitrogen—containingfunc
7、tionaIgroupsontotheGNSsurflace．a(chǎn)ndclearlyenhancedthehydrophilicity．Thenitricacid．modifiedGNSs(H—GNSs)showedvastlybetterelectrodeperformance，withamaximumspecificcapacitanceof65．5F·g?！?about30timesthatoforiginaIGNSs)atacurrentdensityof0．5A·gin2mo1．LKOHelectrolyte．Inad
8、dition．theH．GNSelectrodeshowedgoodcyclingstabilityandIifetimeafterrunning2000cycles．Therefore，H．GNSsmaybeanattractivecandidateaselectrodem
