一步电化学剥离制备氧化还原超级电容器用氧化物磷改性石墨烯电极

采用一步电化学阳极剥离法制备了氧化磷改性石墨烯，并在电解质中含有碘化钾的氧化还原超级电容器中作为电极。整个制备过程在几分钟后完成，产率约为37.2%。由于氧化磷和碘离子之间的电荷转移性能良好，制备的样品对I−/I−3氧化还原反应的电催化活性优于石墨。当电流密度为3.5 mA/cm2时，最大放电比电容为1634.2 F/g，当电流密度增加约3倍时，经过500次充放电循环后，最大放电比电容可保持在463 F/g。

一、材料制备

在一个典型的双电极体系中，分别使用高纯度石墨棒和铂板（1×1×0.05 cm3）作为阳极和阴极，距离固定在1.5 cm。在10 V下，在1m磷酸铵水溶液中进行剥离。制备完成后，以5000 rpm离心30 min，用蒸馏水反复纯化，直到PH = 7。

二、实验部分

图1：P-O石墨烯的制备示意图和照片如图1a、b所示。制备过程包括石墨的氧化和剥离两部分。氧化过程产生P-O基团，然后将石墨剥离成少层石墨烯（图1c，d），促进水分解。

图2：采用FT-IR、XPS和拉曼光谱法测定了po-石墨烯的化学组成，结果表明，在石墨烯上形成了P-O基团。

图3：为了研究P-O石墨烯和碘化物离子之间的电荷转移过程，在不同的扫描速率下进行了CV测试。

三、结论

采用电化学阳极剥离法制备了氧化磷改性石墨烯，并将其作为氧化还原超级电容器中的有效电极。po-石墨烯由于对碘离子具有显著的催化作用和氧化磷与碘离子之间方便的电荷转移能力，具有良好的电化学性能。当电流密度为3.5 mA/cm2时，最大放电电容为1634.2 F/g。po-石墨烯具有良好的速率性能和循环稳定性。

转自：“科研一席话”微信公众号

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