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Ultra-simple and green two-step synthesis of sodium anthraquinone-2-sulfonate composite graphene (AQS/rGO) hydrogels for supercapacitor electrode materials

石墨烯 超级电容器 蒽醌 材料科学 复合数 氧化物 化学工程 纳米技术 自愈水凝胶 电容 化学 电极 复合材料 有机化学 高分子化学 物理化学 工程类 冶金
作者
Chengyu Zhu,Wenjun Zhang,Gang Li,Cuiliu Li,Xiaohong Qin
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:862: 158472-158472 被引量:27
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2020.158472
摘要

As a kind of cheap and easily available organic molecular with Faradic redox activity, quinones can well combined with carbon-materials by non-covalent π–π conjugation and remedy its shortcomings possessing relatively low specific capacitance. However, in previous studies, the combination of quinones and carbon-based materials often requires toxic organic solvent or high energy-consuming and interminable process, greatly hindering their practical application. Here we use water-soluble sodium anthraquinone-2-sulfonate (AQS) and graphene oxide (GO) solution as raw materials to directly obtain AQS composite reduced GO (AQS/rGO) hydrogels by chemical reduction, the whole process of which is performed at relatively low temperature and normal pressure, and only takes a short time, resulting in great promotion in sustainability and efficiency. The AQS/rGO hydrogel exhibiting a high specific capacitance of 387.43 F g−1 at 1 A g−1 and an excellent cycling stability of 91.11% after 10000 cycles at 10 A g−1, has a prodigious improvement for the pure graphene in all aspects. Besides, the maximum energy density of the asymmetric supercapacitor assembled by AQS/rGO-1 hydrogel reaches 15.98 W h kg−1 at the power density of 325.02 W kg−1. This work provide a new idea for the green and efficient preparation of graphene organic quinones composite and has an important significance for its practical application.
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