杂原子掺杂的碳材料作为电极材料或材料载体在催化[1]和储能[2]领域被视为一种有效的提高复合材料性能的手段。氮掺杂石墨烯不仅能够增加双电层电容和赝电容[3,4],还能作为导电性较差的金属氧化物的载体,提高电导率,增强两者之间的正协同作用。通过简单一步法制备具有三维结构的氮掺杂石墨烯负载Fe2O3纳米粒子的(Fe2O3/N-rGO)水凝胶作为超级电容器材料,实现提高三氧化二铁纳米粒子导电性和循环稳定性。Fe2O3/N-rGO复合材料的形貌,组成,结构通过SEM,TEM,XRD,Raman,BET,XPS,TGA表征;电化学性能及循环寿命采用EIS,CV和恒流充放电测试在三电极体系下,1 M KOH溶液中进行。结构表明:制备出的Fe2O3纳米粒子粒径在20-60 nm左右;高达6.7%的氮掺杂进石墨烯;Fe2O3/N-rGO复合材料在电流密度0.5 A g-1下具有高达618 F g-1的比容量.即使在电流密度为10 A g-1时也仍然具有350 F g-1比容量;经过4 A g-1,5000圈循环,比容量仍保持在56.7%。Fe2O3/N-rGO复合材料优良的循环寿命来自掺杂氮的石墨烯能够有效提高复合材料的电导率,弥补充放电中Fe2O3纳米粒子减少带来的快速容量衰减。
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