研究生杜东峰在JMCA发表封面论文
发布时间:2017-05-27  作者:  浏览次数:

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(杜东峰在做实验)

    近日,英国皇家化学学会期刊Journal of Materials Chemistry A以封面论文(J. Mater. Chem. A, 2017,5,9422-9422)的形式,刊发中国石油大学(华东)理学院2015级硕士研究生杜东峰的科研成果《层状双金属氢氧化物/石墨烯/聚吡咯复合材料的优异超电容特性》(Remarkable supercapacitor performance of petal-like LDHs vertically grown on grapheme/polypyrrolenanoflakes)。论文通讯作者为邢伟教授与阎子峰教授,中国石油大学(华东)为研究成果第一完成单位。

    英国皇家化学学会出版部的期刊组合平均影响因子是业内化学期刊平均值的两倍,Journal of Materials Chemistry A重点是能源与可持续性方面的材料,影响因子8.262,是相关领域的领头期刊,当今,面对日益增长的能源需求,迫切需要设计与研发清洁、高效、低成本、可持续的新型储能器件。超级电容器作为一种具有大功率、高容量、充电时间短、循环寿命长、工作温限宽等优点的存储器件,受到了人们的广泛关注。超级电容器所使用的电极材料是制约其高效储能的关键。目前,超级电容器电极材料可分为双电层电容材料和法拉第赝电容材料两类。其中,双电层电容材料电导率和循环稳定性好,但储存的电荷有限;法拉第赝电容材料具有很高的电荷储存能力,但电导率低、循环稳定性差。这两类材料单独使用都无法发挥最佳的储电效能。因此,将双电层电容材料与法拉第赝电容材料有机结合,在提升电极材料电容量的同时,保持电极材料高速率特性和循环稳定性是目前研究工作的重中之重。

    杜东峰采用价格低廉的过渡金属氢氧化物与石墨烯/聚吡咯有机结合,合成了一种新型三维层状双金属氢氧化物/石墨烯/聚吡咯复合材料,实现了其三维结构和形貌的调控优化,揭示了层状双金属氢氧化物、石墨烯、聚吡咯三者之间的协同增强效应。位于中间的石墨烯/聚吡咯基底,不仅提供了电子的快速传输通道,而且有助于形成稳定的金属氢氧化物/聚吡咯界面,这对于该材料的循环稳定性至关重要。而垂直均匀分布在石墨烯/聚吡咯表面的超薄层状双金属氢氧化物(厚度3-5nm)则能够有效抑制导电基底的聚集、堆叠,提供大量的赝电容反应活性位点。这种特殊的结构赋予了该材料超高的电容量(2395 F/g,接近其理论容量)、优异的功率特性和极佳的循环稳定性(1万次循环几乎没有衰减)。此外,该材料也可直接作为模型材料应用于电化学传感器、储能电池、光电催化等相关领域的研究。

    该科研成果得到审稿专家充分肯定,认为合成的三维层状双金属氢氧化物/石墨烯/聚吡咯复合材料是原创性的,相比于以往的电极材料,展现出了更为优异的电容性能,应用前景诱人,具有极高的研究价值和现实意义。

中国石油大学(华东)党委研究生工作部
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