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1.1.4 多孔铜模板

最近,碱式碳酸铜前驱体已被用于制备多孔铜模板,用于通过CVD合成三维石墨烯碳材料。2017年,Zhao等从石墨烯/铜复合物中纯化出具有多孔结构的石墨烯笼,内部有微孔-介孔-大孔相互连接,其特征为具有互连的微孔、介孔、大孔的开放式多孔结构,大比表面积(大于1500m 2 ·g -1 ),高导电性(大于800S·m -1 ),以及在水性或离子液体电解质中的高润湿性。因此,三维石墨烯在两种电解质中均呈现出高超级电容性能。特别是基于1000℃条件下制备的三维石墨烯(3DG1000)的双电层超级电容器在水性和离子液体电解质中分别提供了超高的最大功率密度(1066.2kW·kg -1 和740.8kW·kg -1 ),具有出色的能量密度、倍率性能和循环稳定性。

图1-23显示了3DG1000的典型形态和结构特征。大体上,3DG1000保持了源于碱式碳酸铜前驱体的3D多孔铜模板的轮廓,并显示出在壳体或核心中具有大量不同尺寸的开孔的核-壳结构。如不同放大倍率的SEM图像所示,介孔和大孔的多孔形态表现出不规则分形的自相似性,并且壳比核更密集[图1-23(a)~(f)]。通过TEM观察进一步表明,分层的孔由厚度为1~3层的石墨化层相互连接的皱褶片组成[图1-23(g)(h)]。

图1-23 3DG1000的形态和结构特征

(a)~(f)不同放大倍数的壳(a)~(c)和核(d)~(f)的SEM图像;(g)(h)TEM图像,(h)中的插图是相应的HRTEM图像;(i) 氮吸附等温线,插图是相应的孔径分布 vyzNzKrUp8qMWlpQ6I2EO2bp8E5zMO9AR4wVpVEueM8Mmhd+A6huYKY0hRyOJOQ0

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