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多孔石墨烯薄膜结构优化及其电容性能研究
1
作者
钟厉
廖声朝
+1 位作者
康俊
韩西
《表面技术》
北大核心
2025年第4期221-232,共12页
目的解决多孔石墨烯薄膜作为电极时离子传输受阻碍的问题。方法提出一种先将石墨烯前驱体预碳化处理,随后利用多步激光刻蚀方法来优化所制备的多孔石墨烯薄膜结构的方法,对石墨烯薄膜的表面形貌、晶体质量、湿润性和电化学性能进行表征...
目的解决多孔石墨烯薄膜作为电极时离子传输受阻碍的问题。方法提出一种先将石墨烯前驱体预碳化处理,随后利用多步激光刻蚀方法来优化所制备的多孔石墨烯薄膜结构的方法,对石墨烯薄膜的表面形貌、晶体质量、湿润性和电化学性能进行表征,并探索其在电化学储能器件中的应用。结果将石墨烯前驱体在300℃的温度下预碳化处理2 h后,可以使其在后续的激光刻蚀处理中形成具有稳定结构的石墨烯薄膜材料,这与预碳化导致前驱体中的有机小分子分解,使内部交联程度更高有关,从而在CO_(2)激光的重复作用下保持良好的基底稳定性。拉曼光谱的分析结果表明,预碳化处理后的样品在激光重复刻蚀的过程中可以对石墨烯结构优化过程进行直接观测,且在温度300℃下处理后具有更宽的演化范围。SEM扫描电子显微镜的表征结果显示,300℃预碳化后前驱体衍生的石墨烯薄膜具有典型的三维网络多孔结构,形成天然的离子传输通道。此外,电阻行为分析结果表明石墨烯薄膜具有一定程度的晶体缺陷能获得更优异的离子传输能力,促进电化学反应的发生,在1 mol/L的H2SO4电解质中面积比电容为124.6 mF/cm^(2),将其组装成微型电化学储能器件后也保持了优异的储电能力和循环稳定性。结论通过优化多孔石墨烯薄膜的结构来解决离子传输问题,进而获得显著提高的电化学性能,为制备兼具高储电能力和优异稳定性的电极材料提供了设计思路。
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关键词
多孔石墨烯薄膜
结构优
化
预碳化处理
多步激光刻蚀
电容性能
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职称材料
溶胶-凝胶法制备Ca_(0.4)Sr_(0.6)Bi_4Ti_4O_(15)细晶陶瓷
被引量：
3
2
作者
冯博楷
武利顺
+3 位作者
赵亮培
陈立胜
范素华
李红云
《人工晶体学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期675-679,共5页
采用凝胶预碳化处理工艺制备了颗粒粒径较小,无硬团聚的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米粉体,以Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15非晶团簇粉体为陶瓷素坯的原料,同组分高浓度的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15溶胶为粘结剂,制备了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15细晶陶瓷,研究了Ca...
采用凝胶预碳化处理工艺制备了颗粒粒径较小,无硬团聚的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米粉体,以Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15非晶团簇粉体为陶瓷素坯的原料,同组分高浓度的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15溶胶为粘结剂,制备了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15细晶陶瓷,研究了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15粉体的相结构和微观形貌以及陶瓷的显微结构和铁电性能。实验结果表明:700℃焙烧粉体呈现为非晶团簇,800℃焙烧粉体形成了纯层状钙钛矿结构,粒径在100～150nm之间,无硬团聚;950℃烧结的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15细晶陶瓷结构致密,晶粒尺寸在0.2～0.5μm之间,其铁电性能优良,剩余极化Pr=12.5μC/cm2,矫顽场强Ec=50kV/cm。
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关键词
钛酸锶铋钙
细晶陶瓷
凝胶
预碳化处理
铁电性能
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职称材料
题名
多孔石墨烯薄膜结构优化及其电容性能研究
1
作者
钟厉
廖声朝
康俊
韩西
机构
重庆交通大学机电与车辆工程学院
重庆交通大学土木工程学院
中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第4期221-232,共12页
基金
重庆市自然科学基金面上项目(cstc2020jcyj-msxmX0749)
重庆市研究生联合培养基地项目(JDLHPYJD2020031)
重庆市研究生导师团队建设项目(JDDSTD2019007)。
文摘
目的解决多孔石墨烯薄膜作为电极时离子传输受阻碍的问题。方法提出一种先将石墨烯前驱体预碳化处理,随后利用多步激光刻蚀方法来优化所制备的多孔石墨烯薄膜结构的方法,对石墨烯薄膜的表面形貌、晶体质量、湿润性和电化学性能进行表征,并探索其在电化学储能器件中的应用。结果将石墨烯前驱体在300℃的温度下预碳化处理2 h后,可以使其在后续的激光刻蚀处理中形成具有稳定结构的石墨烯薄膜材料,这与预碳化导致前驱体中的有机小分子分解,使内部交联程度更高有关,从而在CO_(2)激光的重复作用下保持良好的基底稳定性。拉曼光谱的分析结果表明,预碳化处理后的样品在激光重复刻蚀的过程中可以对石墨烯结构优化过程进行直接观测,且在温度300℃下处理后具有更宽的演化范围。SEM扫描电子显微镜的表征结果显示,300℃预碳化后前驱体衍生的石墨烯薄膜具有典型的三维网络多孔结构,形成天然的离子传输通道。此外,电阻行为分析结果表明石墨烯薄膜具有一定程度的晶体缺陷能获得更优异的离子传输能力,促进电化学反应的发生,在1 mol/L的H2SO4电解质中面积比电容为124.6 mF/cm^(2),将其组装成微型电化学储能器件后也保持了优异的储电能力和循环稳定性。结论通过优化多孔石墨烯薄膜的结构来解决离子传输问题,进而获得显著提高的电化学性能,为制备兼具高储电能力和优异稳定性的电极材料提供了设计思路。
关键词
多孔石墨烯薄膜
结构优
化
预碳化处理
多步激光刻蚀
电容性能
Keywords
porous graphene films
structure optimization
pre-carbonization process
multi-step laser etching
capacitive performance
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
溶胶-凝胶法制备Ca_(0.4)Sr_(0.6)Bi_4Ti_4O_(15)细晶陶瓷
被引量：
3
2
作者
冯博楷
武利顺
赵亮培
陈立胜
范素华
李红云
机构
莱芜职业技术学院粉末冶金学院
菏泽学院化学与化工系
山东建筑大学材料科学与工程学院
出处
《人工晶体学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期675-679,共5页
文摘
采用凝胶预碳化处理工艺制备了颗粒粒径较小,无硬团聚的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米粉体,以Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15非晶团簇粉体为陶瓷素坯的原料,同组分高浓度的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15溶胶为粘结剂,制备了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15细晶陶瓷,研究了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15粉体的相结构和微观形貌以及陶瓷的显微结构和铁电性能。实验结果表明:700℃焙烧粉体呈现为非晶团簇,800℃焙烧粉体形成了纯层状钙钛矿结构,粒径在100～150nm之间,无硬团聚;950℃烧结的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15细晶陶瓷结构致密,晶粒尺寸在0.2～0.5μm之间,其铁电性能优良,剩余极化Pr=12.5μC/cm2,矫顽场强Ec=50kV/cm。
关键词
钛酸锶铋钙
细晶陶瓷
凝胶
预碳化处理
铁电性能
Keywords
Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15
fine-grained ceramics
gel pre-carbonization
ferroelectric properties
分类号
TF12 [冶金工程—粉末冶金]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多孔石墨烯薄膜结构优化及其电容性能研究
钟厉
廖声朝
康俊
韩西
《表面技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
溶胶-凝胶法制备Ca_(0.4)Sr_(0.6)Bi_4Ti_4O_(15)细晶陶瓷
冯博楷
武利顺
赵亮培
陈立胜
范素华
李红云
《人工晶体学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
3
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职称材料
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