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本文要点:
一种独立式多孔还原石墨烯氧化物/单壁碳纳米管(prGO/SWCNTs)膜作为MB的电吸附的柔性电极材料。独立膜可以直接用作电极,而无需其他聚合物粘合剂或导电添加剂。
成果简介
本文,山东大学国家胶体材料工程技术研究中心侯士峰教授团队在ACSAppl.NanoMater.期刊发表名为“PorousReducedGrapheneOxide/Single-WalledCarbonNanotubeFilmasFreestandingandFlexibleElectrodeMaterialsforElectrosorptionofOrganicDye”的论文,研究了一种柔性的多孔还原氧化石墨烯/单壁碳纳米管(prGO/SWCNTs)薄膜,用于有机染料电吸附的电极材料。
此材料具有高度起皱的表面和3D互连的多孔内部结构,可以促进离子的吸附和扩散。还显示出良好的柔韧性,机械强度,导电性和亲水性。当用作自立电极时,该膜表现出优异的吸附能力和对亚甲基蓝的良好再循环性。最大吸附容量达到.3mgg-1。5次循环后,容量约为初始值的%
图文导读
图1.prGO/SWCNTs薄膜的制造示意图。
图2.(a,b)独立且柔软的prGO/SWCNTs膜的照片。prGO/SWCNTs膜的
(c,d)SEM图像显示了表面形态。
(e–g)薄膜横截面中的SEM图像。
(h)胶片的TEM图像。
图3.(a)拉曼光谱,(b)电导率和(c)不同样品的XRD图。
(d)N2吸附-解吸等温线,(e)样品的孔径分布,
(f)从(e)所示的方框区域获得的相应放大图像。
图4.(a)用于电吸附实验的装置示意图
(b)在不同的电吸附倍MB溶液在-2.4V.
(c)该MB溶液中(d)使用prGO/SWCNTs膜在不同的反应时间下,MB在-2.4V时的电吸附和在OC下的吸附速率曲线。
图5.(a)不同电压下的prGO/SWCNT的吸附能力。
(b)在-1.2V(CMB=30mgL–1)的电压下,不同膜对MB的吸附能力随时间变化。
图6.Langmuir型和Freundlich型描述的prGO/SWCNTs膜上MB的吸附等温线。
图7.prGO/SWCNTs薄膜在施加-1.2V电压(CMB=80mgL–1)时的可重复使用性能。
小结
总之,本文制备了一种独立的prGO/SWCNTs膜,方法是将一维SWCNT和ps纳米球组装到石墨烯膜中,然后进行还原和热处理。所制备的薄膜具有高度起皱的表面和3D互连的多孔内部结构,其中SWCNT相互渗透,这有利于离子的电吸附和扩散。另外,该膜显示出良好的柔韧性,机械强度,导电性和亲水性。这些引人入胜的功能使prGO/SWCNTs膜适合用作染料电吸附的柔性电极。当用作MB的电吸附的电极材料时,该膜表现出显着的吸附能力。最大吸附量(qmax)达到.3mgg–1。该膜还具有出色的可重复使用性。5次循环后,容量保留率约为%。独立的柔性膜是具有优异的功能,可以用作其他应用的柔性电极,包括电容去离子,太阳能电池,催化剂和生物传感器
参考文献:
PorousReducedGrapheneOxide/Single-WalledCarbonNanotubeFilmasFreestandingandFlexibleElectrodeMaterialsforElectrosorptionofOrganicDye
DOI:10./acsanm.9b.