华南师范大学《IJER》：超分子驱动的多孔氮/硫共掺杂石墨烯，用于高性能超级电容器

成果简介

石墨烯纳米片的严重重新堆叠和单电双层电容器储能机制仍然阻碍了石墨烯基材料的实际应用。为了解决这些问题，本文，华南师范大学舒东教授团队在《Int. J. Energy Res》期刊发表名为“Supramolecular-driven fabrication of porous nitrogen/sulfur co-doped graphene toward high-performance supercapacitor”的论文，研究通过超分子驱动的原位共掺杂方法巧妙地制备了氮/硫共掺杂的还原氧化石墨烯（N/S-rGO）。

本文首先组装了GO/L-半胱氨酸超分子体系，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了L-半胱氨酸与GO之间的氢键。理论计算结果表明，L-半胱氨酸通过超分子相互作用力（色散力和氢键）均匀地组装在GO表面。由于定向的超分子力，由此制造的 N/S-rGO 提供了定制的三维（3D）多孔结构、均匀的 N、S共掺杂、有效的电解质离子传输途径和结构稳定性。由于固有的丰富的3D空腔结构和 N、S 杂原子之间的协同效应，N/S-rGO表现出出色的电化学性能，性能最佳的 N/S-rGO2 具有优异的电容（416Fg-1 )，经过20000次循环后，N/S-rGO的电容保持率为初始值的110%，表现出优异的循环可靠性。N,S-rGO全固态柔性对称超级电容器充满电后可点亮发光二极管30秒，为实际应用提供了可能。

图文导读

图1、N/S-rGO材料制备的超分子驱动机制图

图2、(A,B) SEM 图像; (C,D) TEM 图像；(E) 高分辨率 TEM 图像；(F) N/S-rGO2 的选区电子衍射 (SAED) 图像

图3、N/S-rGO1、N/S-rGO2、N/S-rGO3 和 rGO 电极的超电容特性。

图4、(A) N/S-rGO 对称超级电容器在 0 到 1 V 的不同扫描速率下的 CV 曲线。(B) N/S-rGO 对称超级电容器在 0 到 1 V 不同电流密度下的 GCD 曲线。(C) N / S-rGO全固态超级电容器的结构。(D) N/S-rGO全固态超级电容器投入运行

文献：https://doi.org/10.1002/er.8477