超级电容器由于其优异的功率密度，长的循环使用寿命和快速充放电等特点，被大家广泛认为是一类重要的储能装置。石墨烯具有高导电性，大的比表面积（2600 m2 g-1）和高的理论比容量（550 F g-1），是一种优异的双电层超级电容器电极材料。目前，用于工业应用的大规模生产石墨烯的最有效方法是先将石墨化学氧化然后再还原。但是，通过还原氧化石墨烯（GO）得到的还原氧化石墨烯（rGO）导电性较差，易发生不可逆的堆叠严重降低其电化学活性面积。因此，如何开发一种有效且可行的方法来解决上述问题，以获得具有高比电容的石墨烯基电极材料值得研究。

最近，南昌大学化学学院陈义旺教授课题组在Elsevier旗下Composites Communications期刊发表了题为“Cross-linked graphene/carbon nanotube networks with polydopamine ‘glue’ for flexible supercapacitors”的研究论文，报道了一种三维（3D）交联结构还原氧化石墨烯/氨基功能化碳纳米管/聚多巴胺（rGO/ CNT-NH2/ PDA，GCP）复合材料的制备并应用到柔性超级电容器中。

Composites Communications

• Editor-in-Chief: L.M. Zhou

• ISSN: 2452-2139

• CiteScore: 1.81

本文以富含羧基和羟基的二维层状GO为基底材料，掺杂高导电性的一维氨基化碳纳米管（CNT-NH2），以防止GO堆叠，同时掺入连接“胶水”——多巴胺（DA）；在DA自聚合过程中，三者搅拌混合，再由水热法还原GO，通过复合物之间的弱相互作用（例如范德华力，氢键，π-π堆积和夹杂相互作用），制备出了一种特殊的3D交联分级多孔气凝胶（GCP）（如图1a）。该气凝胶有良好的自支撑性能（图1b）。通过改变不同量的多巴胺，研究不同交联程度的气凝胶的物理结构和电化学性能。由其三维交联分级多孔结构与氮掺杂带来的超亲水特性相结合赋予了GCP气凝胶良好的倍率性能（图1c）。以该气凝胶作为电极材料制备的对称型超级电容器具出色的柔韧稳定性，即使在大的弯曲程度下，其电化学性能不变（图1d）。该对称型柔性超级电容器表现出优异的电化学循环稳定性，10,000次充放电循环后，比电容保留率为98.9％（图1e）。同时，综合该气凝胶的物理和电化学性能，我们提出了不同聚多巴胺“胶水”作用下的GCP电极的电荷存储机制（图2）。因此，本工作为如何简便有效的制备具有优异机械稳定性和电化学循环稳定性的石墨烯基电极材料以及其在储能领域的实际应用中提供了一种参考。

图1. (a) GCP气凝胶合成示意图，(b) GCP气凝胶自支撑示意图，(c) GCPs在不同电流密度下的比电容比较图，(d) 基于GCP-50电极材料的对称型超级电容器在不同角度折叠情况下的循环伏安曲线示意图（内图为超级电器其的折叠示意图），(e) GCP-50//GCP-50在2 A g-1电流密度下的恒流充放电循环曲线。

图2 GCPs样品的电荷存储机理示意图。

作者简介

曾蓉

南昌大学博士研究生。2016年在德国于利希研究所IEK-9联合培养一年。主要从事多孔碳材料、二维层状硫化物材料的设计合成及其在新能源存储领域（超级电容器、锂离子电池）的研究。

袁凯

南昌大学特聘教授，博士生导师，学科带头人，江西省杰出青年科学基金获得者，德国Wuppertal大学和南昌大学双博士学位。主要从事纳米能源材料的设计合成及其在能量转换与存储系统中的应用研究，如超级电容器、锂离子电池、金属-空气电池、燃料电池、太阳能电池、透明导电薄膜及光电器件等。在Angew. Chem. Int. Ed.; Adv. Mater.; ACS Nano; Chem. Mater.; ACS Energy Lett.等国际知名期刊发表学术论文30余篇，担任Adv. Mater.; J. Mater. Chem. A; ACS Appl. Mater. Interfaces; Nanoscale等期刊审稿人。主持国家自然科学基金，江西省自然科学基金青年基金重点项目，江西省杰出青年科学基金等项目。

陈义旺

南昌大学教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者(2014)，入选国家“万人计划”科技创新领军人才(2016)，国家百千万人才工程(2017)，国家中青年科技创新领军人才(2014)，教育部新世纪优秀人才计划(2006)，德国洪堡奖学金获得者(1999)，享受国务院特殊津贴(2007)。现任南昌大学化学学院院长，江西省新能源化学重点实验室主任，中国化学会理事，中国化学会高分子学科委员会委员。主持和完成国家自然科学基金重点项目/杰出青年基金项目/面上项目9项、科技部重点基础研究发展计划973前期研究专项等项目。主要从事聚合物太阳能电池溶液加工和可打印性，钙钛矿太阳能电池溶液加工和可印刷性，透明电极，碳布自支撑固态超级电容器，锌-空电池和燃料电池用二维纳米片框架氧还原材料，多重与动态交联凝胶电解质锂离子电池，新型有机硅弹性体功能材料的研究。以第一作者或通讯作者在J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.; Adv. Mater.; Adv. Funct. Mater.等国际期刊发表学术论文400多篇；获授权发明专利20项。