本文，山东建筑大学周玉成等研究人员在《Journal of Materials Science》期刊发表名为“A flexible supercapacitor electrode based on carbonized cotton fiber/juglone-modified graphene hydrogel”的论文，研究采用碳化和水热工艺制备了用于超级电容器（SC）的碳化棉纤维/胡桃醌改性氧化石墨烯水凝胶（CCF/GH-JUG）柔性无粘合剂电极。CCF基板具有层状三维多孔结构，可为快速电子转移提供导电通路。由于引入了生长激素和胡桃醌，所制备的电极具有优异的电化学性能。

　　胡桃醌是一种可再生生物分子，由于芳香结构与碳支架之间稳定的 π-π 相互作用，将其固定在还原的 GH 片上，缩短了离子扩散距离，并确保电极与电解质之间有足够的接触面积，提高了混合电极的快速充电/放电能力和比电容。CCF/GH-JUG 8:3的电极不仅在1Ag-1的电流下表现出453.9Fg-1的高比电容，而且在10 A g-1的电流下表现出89.75%的良好速率能力，以及10,000个循环后87.3%的电容保持率的高稳定性。此外，组装的柔性超级电容器拥有33.72 Wh kg-1的高能量密度，在0.5 A g-1的电流下，功率密度为0.124 kW kg-1，并表示在不同的弯曲角度下电容几乎没有下降。这种具有高电容和长期稳定性的三维大孔石墨烯水凝胶在超级电容器的储能装置中具有良好的应用前景。

图1、CCF/GH-JUG水凝胶电极的制备工艺

图2、样品的微观结构

图3、a）CCF/GH-JUG 8:3在不同密度下的CV曲线；

b）CCF/GH-JUG 8:3在不同扫描速率下的GCD曲线；c）7 mA cm-2下不同操作窗口的CGD曲线；d）扫描速率为25 mV s-1时不同电压下的CV曲线

图4、a/b） CCF/GH-JUG 8：3电极在0°、90°和180°不同弯曲角度下的GCD和CV曲线;c不同电流密度下所有电极的计算比电容;

d）不同弯曲周期下电极的机械柔性;

e ）CCF/GH-JUG 8：3柔性SC在10000次充电/放电循环中的电容保持率，证明了装置的良好稳定性和耐久性

　　综上所述，本文开发了一种相对简单的方法，通过水热工艺制备CCF/GH-JUG电极。CCF的三维多孔结构作为灵活的基质为快速的电子转移提供了连续的导电途径。结果表明，CCF/GH-JUG在未来的可穿戴储能设备领域具有很高的应用潜力。

文献：

DOI: 10.1007/s10853-022-08010-0

信息来源：公众号【材料分析与应用】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。