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俄科學(xué)家制出可制造超級(jí)電容器和電池的電極的石墨烯納米粒子

時(shí)間:2018-06-15 11:21來源:科技部作者:綜合報(bào)道

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莫斯科羅蒙諾索夫國立大學(xué)化學(xué)家近期合成出了一種外形酷似水母的特殊類型石墨烯納米粒子，并對(duì)其進(jìn)行了改性處理。這些粒子的結(jié)構(gòu)使其可被用于催化過程及制造導(dǎo)電聚合物。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《應(yīng)用表面科學(xué)》（Applied Surface Science）雜志上。

石墨烯是碳的同素異形體之一，即“純”碳的存在形式之一，在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上與其它形式不同。石墨烯是六角型二維晶體，其強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性等性質(zhì)決定了它在許多化學(xué)家和納米電子物理學(xué)家的研究中發(fā)揮著重要作用。

此項(xiàng)研究的本質(zhì)是合成出獨(dú)特的石墨烯納米粒子，并對(duì)其進(jìn)行改性處理。研究團(tuán)隊(duì)制出的結(jié)構(gòu)具有非常有趣的形態(tài)：石墨烯層在邊緣處彎曲，邊緣帶有功能性“尾巴”。由于外形酷似水母，研究團(tuán)隊(duì)將其稱為“水母狀石墨烯納米薄片”。

上述納米粒子由若干較薄（小于50納米）的石墨烯層組成，其邊緣由于制備方法（利用催化劑加速烴的熱分解）的特性而彎曲。經(jīng)硝酸化學(xué)處理后，薄片邊緣被功能性含氧基團(tuán)覆蓋。在高溫下，通過氨的作用，含氧基團(tuán)可轉(zhuǎn)化為氮“尾”。研究團(tuán)隊(duì)使用了光譜學(xué)和顯微學(xué)等一整套化學(xué)物理方法，使得研究精細(xì)結(jié)構(gòu)成為可能。

研究人員表示，該材料具有非常發(fā)達(dá)的比表面積，可用來制造超級(jí)電容器和電池的電極。此外，利用氮原子對(duì)其表面進(jìn)行改性處理，有助于改變其電化學(xué)和吸附（吸收）性能，因此也可用于催化過程和制造導(dǎo)電多組分聚合物。

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文章標(biāo)簽：電池石墨烯納米粒子

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