三维碳微米管/碳纳米管复合结构的制备及在超级电容器中的应用

黄雯 赵进 康琪 徐凯臣 于镇 王建 马延文 黄维

引用本文: 黄雯, 赵进, 康琪, 徐凯臣, 于镇, 王建, 马延文, 黄维. 三维碳微米管/碳纳米管复合结构的制备及在超级电容器中的应用[J]. 物理化学学报, 2012, 28(10): 2269-2275. doi: 10.3866/PKU.WHXB201209061 shu
Citation:  HUANG Wen, ZHAO Jin, KANG Qi, XU Kaichen, YU Zhen, WANG Jian, MA Yan-Wen, HUANG Wei. Preparation of Three-Dimensional Carbon Microtube/Carbon Nanotube Composites and Their Application in Supercapacitor[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(10): 2269-2275. doi: 10.3866/PKU.WHXB201209061 shu

三维碳微米管/碳纳米管复合结构的制备及在超级电容器中的应用

  • 基金项目:

    国家重大科学研究计划项目(2009CB930600, 2012CB933301) (2009CB930600, 2012CB933301)

    国家自然科学基金(20833002, 20903057, 20905038, 20974046) (20833002, 20903057, 20905038, 20974046)

    教育部创新团队(IRT1148) (IRT1148)

    江苏省优势学科, 国际合作重点项目(BZ2010043) (BZ2010043)

    江苏省自然科学基金(BK2010525, BK2011750)资助项目 (BK2010525, BK2011750)

摘要:

利用天然生物质杨絮特殊的管状结构通过简单的高温碳化法制备出碳微米管(CMTs). 将所得到的碳微米管作为基底, 采用化学气相沉积法制备出三维结构的碳微米管/碳纳米管(CNTs)复合材料. 利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)光谱仪、拉曼光谱仪对其进行了详细分析. 通过两电极测试体系对其超级电容性能进行测试, 碳微米管/碳纳米管复合电极在1 mol·L-1Li2SO4电解液中的比电容值可达77 F·g-1, 远大于碳微米管的比电容值(23 F·g-1).

English

    1. [1]

      (1) Yang, Z.; Yao, Z.; Li, G. F.; Fang, G. Y.; Nie, H. G.; Liu, Z.;Zhou, X. M.; Chen, X.; Huang, S. M. ACS Nano 2012, 6, 205.doi: 10.1021/nn203393d

      (1) Yang, Z.; Yao, Z.; Li, G. F.; Fang, G. Y.; Nie, H. G.; Liu, Z.;Zhou, X. M.; Chen, X.; Huang, S. M. ACS Nano 2012, 6, 205.doi: 10.1021/nn203393d

    2. [2]

      (2) Wang, Z. J.; Jia, R. R.; Zheng, J. F.; Zhao, J. G.; Li, L.; Song, J.L.; Zhu, Z. P. ACS Nano 2011, 5, 1677. doi: 10.1021/nn1030127(2) Wang, Z. J.; Jia, R. R.; Zheng, J. F.; Zhao, J. G.; Li, L.; Song, J.L.; Zhu, Z. P. ACS Nano 2011, 5, 1677. doi: 10.1021/nn1030127

    3. [3]

      (3) Zhang, M. H.; Yuan, R.; Chai, Y. Q.; Chen, S. H.; Zhong, X.;Zhong, H. A.;Wang, C. RSC Adv. 2012, 2, 4639. doi: 10.1039/c2ra20374j(3) Zhang, M. H.; Yuan, R.; Chai, Y. Q.; Chen, S. H.; Zhong, X.;Zhong, H. A.;Wang, C. RSC Adv. 2012, 2, 4639. doi: 10.1039/c2ra20374j

    4. [4]

      (4) Yoo, J. J.; Balakrishnan, K.; Huang, J. S.; Meunier, V.; Sumpter,B. G.; Srivastava, A.; Conway, M.; Reddy, A. L. M.; Yu, J.;Vajtai, R.; Ajayan, P. M. Nano Lett. 2011, 11, 1423. doi: 10.1021/nl200225j(4) Yoo, J. J.; Balakrishnan, K.; Huang, J. S.; Meunier, V.; Sumpter,B. G.; Srivastava, A.; Conway, M.; Reddy, A. L. M.; Yu, J.;Vajtai, R.; Ajayan, P. M. Nano Lett. 2011, 11, 1423. doi: 10.1021/nl200225j

    5. [5]

      (5) Masarapu, C.; Zeng, H. F.; Hung, K. H.;Wei, B. Q. ACS Nano2009, 3, 2199. doi: 10.1021/nn900500n(5) Masarapu, C.; Zeng, H. F.; Hung, K. H.;Wei, B. Q. ACS Nano2009, 3, 2199. doi: 10.1021/nn900500n

    6. [6]

      (6) Zhang, L.; Shi, G. Q. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 17206. doi: 10.1021/jp204036a(6) Zhang, L.; Shi, G. Q. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 17206. doi: 10.1021/jp204036a

    7. [7]

      (7) Vinayan, B. P.; Nagar, R.; Raman, V.; Rajalakshmi, N.;Dhathathreyan, K. S.; Ramaprabhu, S. J. Mater. Chem. 2012,22, 9949. doi: 10.1039/c2jm16294f(7) Vinayan, B. P.; Nagar, R.; Raman, V.; Rajalakshmi, N.;Dhathathreyan, K. S.; Ramaprabhu, S. J. Mater. Chem. 2012,22, 9949. doi: 10.1039/c2jm16294f

    8. [8]

      (8) Woo, S.; Kim, Y. R.; Chung, T. D.; Piao, Y.; Kim, H.Electrochim. Acta 2012, 59, 509. doi: 10.1016/j.electacta.2011.11.012(8) Woo, S.; Kim, Y. R.; Chung, T. D.; Piao, Y.; Kim, H.Electrochim. Acta 2012, 59, 509. doi: 10.1016/j.electacta.2011.11.012

    9. [9]

      (9) Li, J. J.; Ma, Y.W.; Jiang, X.; Feng, X. M.; Fan, Q. L.; Huang,W. IEEE Trans. Nanotechnol. 2012, 11, 3. doi: 10.1109/TNANO.2011.2158236(9) Li, J. J.; Ma, Y.W.; Jiang, X.; Feng, X. M.; Fan, Q. L.; Huang,W. IEEE Trans. Nanotechnol. 2012, 11, 3. doi: 10.1109/TNANO.2011.2158236

    10. [10]

      (10) Yun, Y. S.; Kim, D.; Tak, Y.; Jin, H. J. Synth. Met. 2011, 161, 21.(10) Yun, Y. S.; Kim, D.; Tak, Y.; Jin, H. J. Synth. Met. 2011, 161, 21.

    11. [11]

      (11) Dujardin, E.; Ebbesen, T.W.; Hiura, H.; Tanigaki, K. Science1994, 265, 1850. doi: 10.1126/science.265.5180.1850(11) Dujardin, E.; Ebbesen, T.W.; Hiura, H.; Tanigaki, K. Science1994, 265, 1850. doi: 10.1126/science.265.5180.1850

    12. [12]

      (12) Pan, X. L.; Fan, Z. L.; Chen,W.; Ding, Y. J.; Luo, H. Y.; Bao, X.H. Nat. Mater. 2007, 6, 507. doi: 10.1038/nmat1916(12) Pan, X. L.; Fan, Z. L.; Chen,W.; Ding, Y. J.; Luo, H. Y.; Bao, X.H. Nat. Mater. 2007, 6, 507. doi: 10.1038/nmat1916

    13. [13]

      (13) Meduri, P.; Kim, J. H.; Russell, H. B.; Jasinski, J.;Sumanasekera, G. U.; Sunkara, M. K. J. Phys. Chem. C 2010,114, 10621. doi: 10.1021/jp100422f(13) Meduri, P.; Kim, J. H.; Russell, H. B.; Jasinski, J.;Sumanasekera, G. U.; Sunkara, M. K. J. Phys. Chem. C 2010,114, 10621. doi: 10.1021/jp100422f

    14. [14]

      (14) Yu, Y.; Gu, L.; Zhu, C. B.; van Aken, P. A.; Maier, J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15984. doi: 10.1021/ja906261c(14) Yu, Y.; Gu, L.; Zhu, C. B.; van Aken, P. A.; Maier, J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15984. doi: 10.1021/ja906261c

    15. [15]

      (15) Hummer, G.; Rasaiah, J. C.; Noworyta, J. P. Nature 2001, 414,188. doi: 10.1038/35102535(15) Hummer, G.; Rasaiah, J. C.; Noworyta, J. P. Nature 2001, 414,188. doi: 10.1038/35102535

    16. [16]

      (16) Supple, S.; Quirke, N. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 214501.(16) Supple, S.; Quirke, N. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 214501.

    17. [17]

      (17) Pint, C. L.; Nicholas, N.W.; Xu, S.; Sun, Z. Z.; Tour, J. M.;Schmidt, H. K.; rdon, R. G.; Hauge, R. H. T. Carbon 2011,49, 4890. doi: 10.1016/j.carbon.2011.07.011(17) Pint, C. L.; Nicholas, N.W.; Xu, S.; Sun, Z. Z.; Tour, J. M.;Schmidt, H. K.; rdon, R. G.; Hauge, R. H. T. Carbon 2011,49, 4890. doi: 10.1016/j.carbon.2011.07.011

    18. [18]

      (18) Lu,W.; Qu, L. T.; Henry, K.; Dai, L. M. J. Power Sources 2009,189, 1270. doi: 10.1016/j.jpowsour.2009.01.009(18) Lu,W.; Qu, L. T.; Henry, K.; Dai, L. M. J. Power Sources 2009,189, 1270. doi: 10.1016/j.jpowsour.2009.01.009

    19. [19]

      (19) Ma, Y.W.; Sun, L. Y.; Huang,W.; Zhang, L. R.; Zhao, J.; Fan,Q. L.; Huang,W. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 24592. doi: 10.1021/jp207736h(19) Ma, Y.W.; Sun, L. Y.; Huang,W.; Zhang, L. R.; Zhao, J.; Fan,Q. L.; Huang,W. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 24592. doi: 10.1021/jp207736h

    20. [20]

      (20) Ma, Y.W.; Zhao, J.; Zhang, L. R.; Zhao, Y.; Fan, Q. L.; Li, X.A.; Hu, Z.; Huang,W. Carbon 2011, 49, 5292. doi: 10.1016/j.carbon.2011.07.049(20) Ma, Y.W.; Zhao, J.; Zhang, L. R.; Zhao, Y.; Fan, Q. L.; Li, X.A.; Hu, Z.; Huang,W. Carbon 2011, 49, 5292. doi: 10.1016/j.carbon.2011.07.049

    21. [21]

      (21) Ma, Y.W.; Xiong, C. Y.; Huang,W.; Zhao, J. Chin. J. Inorg. Chem. 2012, 28, 546. [马延文, 熊传银, 黄雯, 赵进, 李兴螯, 范曲立, 黄维. 无机化学学报, 2012, 28, 546.](21) Ma, Y.W.; Xiong, C. Y.; Huang,W.; Zhao, J. Chin. J. Inorg. Chem. 2012, 28, 546. [马延文, 熊传银, 黄雯, 赵进, 李兴螯, 范曲立, 黄维. 无机化学学报, 2012, 28, 546.]

    22. [22]

      (22) Han, C. C.; Lee, J. T.; Yang, R.W.; Chang, H.; Han, C. H.Chem. Mater. 1999, 11, 1806. doi: 10.1021/cm990032p(22) Han, C. C.; Lee, J. T.; Yang, R.W.; Chang, H.; Han, C. H.Chem. Mater. 1999, 11, 1806. doi: 10.1021/cm990032p

    23. [23]

      (23) Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G.; Saito, R.; Jorio, A. Phys. Rep. 2005, 409, 47. doi: 10.1016/j.physrep.2004.10.006(23) Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G.; Saito, R.; Jorio, A. Phys. Rep. 2005, 409, 47. doi: 10.1016/j.physrep.2004.10.006

    24. [24]

      (24) Hsieh, C. T.; Chou, Y.W.; Chen,W. Y. J. Solid State Electrochem. 2008, 12, 663. doi: 10.1007/s10008-007-0399-9(24) Hsieh, C. T.; Chou, Y.W.; Chen,W. Y. J. Solid State Electrochem. 2008, 12, 663. doi: 10.1007/s10008-007-0399-9

    25. [25]

      (25) Chen,W.; Rakhi, R. B.; Hu, L. B.; Xie, X.; Cui, Y.; Alshareef,H. N. Nano Lett. 2011, 11, 5165. doi: 10.1021/nl2023433(25) Chen,W.; Rakhi, R. B.; Hu, L. B.; Xie, X.; Cui, Y.; Alshareef,H. N. Nano Lett. 2011, 11, 5165. doi: 10.1021/nl2023433

    26. [26]

      (26) Zhang, L. L.; Zhao, S. Y.; Tian, X. N.; Zhao, X. S. Langmuir2010, 26, 17624. doi: 10.1021/la103413s(26) Zhang, L. L.; Zhao, S. Y.; Tian, X. N.; Zhao, X. S. Langmuir2010, 26, 17624. doi: 10.1021/la103413s

    27. [27]

      (27) Liu, C. G.; Yu, Z. N.; Neff, D.; Zhamu, A.; Jang, B. Z. Nano Lett. 2010, 10, 4863. doi: 10.1021/nl102661q

      (27) Liu, C. G.; Yu, Z. N.; Neff, D.; Zhamu, A.; Jang, B. Z. Nano Lett. 2010, 10, 4863. doi: 10.1021/nl102661q

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  925
  • 文章访问数:  2924
  • HTML全文浏览量:  107
文章相关
  • 发布日期:  2012-09-26
  • 收稿日期:  2012-07-03
  • 网络出版日期:  2012-09-06
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章