بهبود اتصال ساختارهای گرافن سه بعدی به سطح بستر پارچه کربنی با واسطه گروههای سیلانی برای کاربردهای ابرخازن

خاصیت آ بگریزی پارچه کربنی تجاری، ظرفیت ویژه اندک و نیز سازگازی کم آن با اکسید گرافن) GO (سبب محدودیت در استفاده از آن به عنوان بستر در الکترودهای ابرخازن شده است. در این پژوهش ابتدا پارچه کربنی تجاری به منظور افزایش ترشوندگی و نیز بهبود سازگاری آن با ورقات GO تحت اکسایش الکتروشیمیایی قرار گرفت. علاوه بر آن برای افزایش استحکام اتصال لایه گرافن سه بعدی با سطح بستر پارچه کربنی، استفاده از یک مولکول واسطه با قابلیت برقراری پیوند کووالانسی با سطح بستر و نیز با ورقات GO پیشنهاد شده و سیلانی کردن پارچه کربنی با عامل سیلانی آمین دار مورد بررسی قرار گرفت.لایه نشانی گرافن سه بعدی و ایجاد پیوند کوالانسی میان گرافن سه بعدی و سطح بستر با یک روش سه مرحل های به انجام رسید؛ در مرحله اول هیدروژل GO به روش الکتروفورتیک تشکیل داده شد. در گام بعدی برقراری پیوند قوی کووالانسی میان هیدروژل GO با سطح بستر به روش EDC-NHS انجام شد و در ادامه کاهش هیدروژل GO به روش الکتروشیمیایی صورت گرفت. عملکرد الکتروشیمیایی الکترود بدست آمده بهبود قابل توجه ظرفیت لایه دوگانه و نیز شبه خازنی در الکترود را نشان داد. ظرفیت ویژه بدست آمده برای الکترود بهبودیافته در چگالی جریان ۲-mA cm ۱ برابر با ۲-mF cm ۶ / ۱۸۳ بوده که ۴ / ۱ برابرمقدار محاسبه شده برای الکترود فاقد پیوند کووالانسی بودهاست. بهبود اتصال میان لایه گرافن سه بعدی با سطح بستر پارچه کربنی الکترود حاصله را کاندید مناسبی برای لایه نشانی مواد فعال شبه خازنی و نیز به عنوان الکترودهای منعطف ابرخازنی معرفی نموده است.

Keywords:

ابرخازن , گرافن سه بعدی , لایه نشانی الکتروشیمیایی , سیلانی کردن.