石墨烯掺杂对炭气凝胶电化学性能的影响

陈安国，付紫微，石 斌，周 雄，廖敏会

(贵州梅岭电源有限公司特种化学电源国家重点实验室，贵州 遵义 563000)

电极材料的比表面积与导电性对超级电容器的性能影响很大，而未经过掺杂改性的炭气凝胶电极材料与已经商业化的活性炭材料相比，其比表面积相对较低，若直接将其作为活性物质来组装双电层电容器，其电化学性能相对较差[1-3]。并且，炭气凝胶在常压干燥过程中微观孔隙结构坍塌严重，会造成比表面积大幅下降[4-5]。石墨烯材料比表面积高、导电性好及其机械强度高，因为这些优点使其成为了改善炭气凝胶性能的热门材料[6-7]。将石墨烯与炭气凝胶复合可以提升材料的比表面积、导电导热性能及材料的骨架强度，从而进一步提升材料的电化学性能。因此，本文提出采用比表面积高、机械强度高的石墨烯与炭气凝胶复合的方法，提升材料的比表面积、导电性与骨架强度，从而进一步提升材料的性能。

1 实验

1.1 实验材料与分析方法

表1给出了实验所用的药品。

1.2 石墨烯基炭气凝胶的制备

将甲醛(F)、间苯二酚(R)(摩尔比为2∶1)和氧化石墨烯分散液(GO)加入到烧杯中，进行搅拌，再加入Na2CO3(R与无水碳酸钠的摩尔比为500∶1)继续搅拌，加入适量去离子水，使得石墨烯基炭气凝胶整体的固含量变为40%，得均一分散的黑色水溶液。然后将密封好的具塞三角烧瓶置于50℃的恒温油浴锅中进行溶胶-凝胶反应1 d，然后将油浴锅温度调节为85℃，再反应4 d。完毕后，得到红色或暗红色湿凝胶，将其放入配置好的三氟乙酸的丙酮溶液中(三氟乙酸与丙酮的体积比为3∶97)，老化3 d，再用丙酮浸泡湿凝胶3 d，每24 h更换一次新鲜的丙酮。……