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物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao)
February Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (2), 297-304 297
[Article] doi: .cn
石墨烯氧化程度对Ni(OH)2赝电容性能的影响
贺园园张晋江赵健伟*
(南京大学化学化工学院, 生命分析化学国家重点实验室, 南京 210008)
摘要: 基于密度泛函理论(DFT)设计了一系列不同氧化程度的还原氧化石墨烯片(rGNOs)并研究了其表面的
氧化缺陷与吸附的氢氧化镍(Ni(OH)2)之间的相互作用. 结果发现, rGNOs 表面的含氧基团与 Ni(OH)2 之间的吸
附能与含氧基团的氧化程度相关. 在吸附Ni(OH)2后, rGNOs的原子间距和电荷分布的变化也都受rGNOs表面
的含氧缺陷的氧化程度影响. 理论计算的结果与实验观察的结果一致并能给出合理的解释. 我们用简单的恒电
位电化学沉积法有效地在 rGNOs 表面制备了粒径只有 5 nm 的 Ni(OH)2 纳米粒子. 在 Ni(OH)2/rGNOs 制备过程
中, 氧化石墨烯的电化学还原是关键步骤. Ni(OH) 上吸附的Ni(OH) 因具有更高的吸附能而使其与在镍膜表面
∙ 2∙ 2 ∙∙
-1 -1 -1 -1
直接吸附的Ni(OH)2 (在5 mV s 下比电容为656 F g )相比具有更高的比电容值(在5 mV s 下为1591 F g ).
rGNOs 在吸附 Ni(OH)2 后构型和电荷分布的变化导致 Ni(OH)2 具有更低的等效串联电阻和更佳的频率响应.
Ni(OH)2/rGNOs优异的赝电容特性表明其有潜力成为新型赝电容器材料.
关键词: 氢氧化镍; 氧化缺陷; 原子间距; 电荷分布; 吸附能; 赝电容
中图分类号: O646; TM911
Influence of Graphene with Different Oxidation Degrees on Nickel
Hydroxide Pseudocapacitor Characterization
HE Yuan-Yuan ZHANG Jin-Jiang ZHAO Jian-Wei*
(State Key Laboratory of Analytical Chemistry for Life Science, School of Chemistry and Chemical Engineering,
Nanjing University, Nanjing 210008, P. R. China)
Abstract: We designed a series of models of reduced graphene oxide sheets (rGNOs) with different oxidation
degrees and then studied the interactions between oxidation defects on rGNOs and nickel hydroxide (Ni(OH)2) using
density fu