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超级电容器因具有快速充放电,高功率密度和长循环寿命等特性而受到极大关注。电极材料的制备是超级电容器发展过程中的重要一步,因此,大量的研究致力于开发先进的超级电容器电极材料。由于具有优异的电化学稳定性和良好的电子传导性,石墨烯已被提出作为最具潜力的电极材料之一。然而,石墨烯层间的π-π相互作用使石墨烯层容易聚集和重新堆积,这些现象会减小电极材料电化学反应所需的空间,从而导致石墨烯材料表现出低的比电容。据报道,石墨烯与其他不同维度的碳纳米材料结合后可以通过它们之间的协同效应有效地提高石墨烯材料的比电容。在这些碳纳米材料中,石墨烯量子点(GQDs)由于具有高导电性和高的表面积而成为研究热点。在GQDs和RGO复合的过程中,发挥二者的优势的同时抑制二者的缺点,使RGO/GQD复合材料能更好的应用于超级电容器。此外,目前对于GQDs和RGO之间在增强复合材料电化学性能时展现出的协同效应的研究仍然需要进一步探讨。因此,本文采用水热法制备了GQDs,采用低功率超声方法制备RGO/GQDs,通过拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR),紫外-可见吸收光谱(UV-vis),光致发光光谱(PL)和CHI-660E电化学工作站对GQDs和RGO/GQDs的结构、形貌和电化学性能进行了表征测试。主要结果如下:通过水热法制备的GQDs横向尺寸为~3.6 nm。采用了简便的低功率超声方法使GQDs吸附于RGO表面,其TEM结果显示,RGO片层由GQDs均匀吸附,其接触角结果显示RGO/GQDs复合材料在水溶液中具有很高的亲水性。用于超级电容器的RGO/GQD(3:3)电极电容(Cs)为312 F g-1,在10000次循环稳定性测试后电容保留率为93%。对其进行恒电流充放电测试时,电流密度增加20倍后,其电容仍保留了254 F g-1,表明RGO/GQDs电极具有良好的倍率性能。RGO/GQDs//AC非对称超级电容器(ASC)在功率密度为500 W kg-1时,其能量密度达到22.2 W h kg-1,在10000次循环稳定性测试后电容保留率为91.6%。RGO/GQD复合物合成的方法与其他石墨烯基复合材料的合成路线相比,RGO/GQDs复合材料可以通过简便的方法获得。此外,我们的工作也表明RGO的双电层电容可以通过RGO和GQDs之间的协同作用得到有效提高。GQDs有效地防止了RGO片层间的团聚,促使RGO表面与电解质间有更充分的接触,这些变化为RGO层间的电子传输提供了更多的空间,从而有效提高了复合材料的电化学性能。所有的这些结果表明,RGO/GQDs复合材料在高性能超级电容器方面具有广阔的应用前景。