在這項工作中，展示了一種新的合成方法，用還原氧化石墨烯(rGO)均勻包覆BiSI復(fù)合材料，并研究了它在超級電容器中的應(yīng)用潛力。在該策略中，氧化石墨烯(GO) 與BiSI材料不是簡單的物理混合，而是在材料生長過程中通過化學(xué)鍵將鉍陽離子均勻錨定在GO表面，GO的尺寸大小可以決定rGO包覆BiSI復(fù)合材料的最終尺寸。恒電流充放電測量結(jié)果表明，電流密度為1 A g-1時，BiSI-rGO電極的最大比容量達(dá)234 C g-1 ，經(jīng)過2000次循環(huán)后，容量保持率高達(dá)92.4%。采用原位XANES和EXAFS方法研究了rGO包覆鉍基材料的電化學(xué)氧化和還原過程，并探討了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的來源。結(jié)果表明，所制備的新型rGO涂層不僅使電極材料的容量顯著提高，而且可以還提高循環(huán)穩(wěn)定性。
Figure 1. BiSI–rGO雜化材料合成示意圖。。
Figure 2. BiSI–rGO、BiSI–mix和rGO粉末的PXRD模式(A)以及BiSI–rGO和rGO粉末的拉曼光譜(B)。
Figure 3. 原始BiSI (A)、BiSI–混合物(B)、BiSI–rGO (C)和(D)的掃描電鏡顯微照片。
Figure 4．BiSI–rGO的TEM圖像,選區(qū)電子衍射(SAED)圖(A)和HRTEM圖像(B和C)，HAADF元素圖(D)，BiSI–rGO的高分辨率HAADF圖像(E)和相應(yīng)的EDS圖(F)。
Figure 5.三電極體系中的EIS圖，插圖為等效電路圖(A)、容量保持率的比較(B)、BiSI–rGO//Ni(OH)2器件的循環(huán)伏安圖(C)及其在不同電流密度下的充放電曲線(D)。
該研究工作由愛丁堡大學(xué)Neil Robertson，華中科技大學(xué)Yue Hu課題組于2021年發(fā)表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：A novel method to synthesize BiSI uniformly coated with rGO by chemical bonding and its application as a supercapacitor electrode material。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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