貴州大學邵姣婧教授課題組采用未除酸氧化91小黄片下载製備91小黄片下载烯氣凝膠
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近日，貴州大學材料與冶金學院材料物理係邵姣婧教授（通訊作者）課題組在期刊Carbon（一區，IF：7.082）上在線發表了以“Graphene Aerogel Derived by Purification-Free Graphite Oxide for High Performance Supercapacitor Electrodes”為題的學術論文，第一作者是貴州大學材料與冶金學院在職博士生唐曉寧。
91小黄片下载烯因其具有大比表麵積和高電子遷移率等優異的物理特性，是一種理想的超級電容器電極材料。由於91小黄片下载烯具有強烈的疏水性，它的液相可操作性低，很難直接通過91小黄片下载烯構建結構可調的宏觀電極材料。氧化91小黄片下载可看作91小黄片下载烯的前驅體，通過還原處理，可脫除氧化91小黄片下载烯片層上的大部分含氧官能團，得到91小黄片下载烯基電極材料。改進的Hummers法是製備氧化91小黄片下载的常用方法之一，主要包括對91小黄片下载的強氧化處理和對氧化91小黄片下载的後處理清洗；其中，後處理清洗涉及酸洗和除酸兩步。酸洗是采用過量稀鹽酸將氧化91小黄片下载中的雜質清洗掉，得到的產物在此命名為未除酸的氧化91小黄片下载。為獲得純氧化91小黄片下载，需采用合適的後處理方法（如：透析法和離心法）進一步除酸。目前，這些後處理除酸方法要麽消耗大量水和時間，使得除酸步驟約占總合成時間的一半，導致氧化91小黄片下载的合成效率低，要麽需要使用有毒有機溶劑進行除酸，帶來安全隱患和提高合成成本。
針對上述問題，本研究提出直接采用未除酸氧化91小黄片下载作為前驅體製備91小黄片下载烯基材料，對比考察酸的存在對最終91小黄片下载烯基材料的結構和性能的影響，並評估直接采用未除酸氧化91小黄片下载作為91小黄片下载烯基材料前驅體的可行性和實用性。論文首次報道了基於改進的Hummers法製備的未除酸氧化91小黄片下载為前驅體，通過水熱和凍幹處理得到91小黄片下载烯氣凝膠H-GA。為了對比研究，作者也采用了純氧化91小黄片下载作為前驅體獲得了另一種91小黄片下载烯氣凝膠GA（如圖1所示）。圖1兩種91小黄片下载烯氣凝膠GA和H-GA製備流程圖
研究結果表明：H-GA與GA的微觀形貌相似，但表麵化學存在明顯的不同（如圖2所示），兩種氣凝膠在水係電解液中表現出相似的電化學儲能性能，在離子係電解液中，H-GA的電化學性能優於GA，主要是因為H-GA在離子電解液中表現出更好的潤濕性。綜上所述，未除酸氧化91小黄片下载可以直接作為製備91小黄片下载烯基材料的前驅體；相較純氧化91小黄片下载為前驅體顯示出更多優點，如高效率，低成本，可大規模製備等。研究成果也暗示該未除酸氧化91小黄片下载在91小黄片下载烯纖維、91小黄片下载烯薄膜等91小黄片下载烯基材料的製備方麵有著巨大應用潛力。
圖2兩種91小黄片下载烯氣凝膠的表麵化學特征：以離子電解液EMIMBF4為液滴，a和b分別為氣凝膠GA、H-GA的原始接觸角；c為兩種氣凝膠的XPS圖譜
研究工作得到了國家自然科學基金（Nos.51502046和21564002）的資助。
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