JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

This video method describes the synthesis of high surface area, monolithic 3D graphene-based materials derived from polymer precursors as well as single layer graphene oxide.

Abstract

تعرقلت جهود لتجميع الجرافين في هياكل متجانسة ثلاثية الأبعاد من التكلفة العالية والفقيرة للتجهيز من الجرافين. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم التقارير وتعقد المجالس الجرافين معا من خلال التفاعلات الفيزيائية (على سبيل المثال، فان دير فال القوات) بدلا من الروابط الكيميائية، التي تحد من قوتها الميكانيكية والتوصيل. هذا الفيديو تفاصيل طريقة تم تطويرها مؤخرا استراتيجيات لافتعال، المواد السائبة القائم على الجرافين الكتلة producible المستمدة من أي الرغاوي البوليمر أو واحد أكسيد طبقة الجرافين. وتتكون هذه المواد أساسا من صحائف الجرافين الفردية على اتصال من خلال linkers الكربون مرتبطة تساهميا. أنها تحافظ على خصائص مواتية من الجرافين مثل مساحة عالية وعالية التوصيل الكهربائي والحراري، جنبا إلى جنب مع الانضباطي التشكل المسام وقوة ميكانيكية استثنائية ومرونة. هذه الطريقة الاصطناعية مرنة يمكن أن تمتد إلى تصنيع أنابيب البوليمر / الكربون (CNT) لد البوليمر / أكسيد الجرافين (GO) المواد المركبة. وعلاوة على ذلك، وصفت functionalization آخر الاصطناعية إضافي مع أنثراكوينون، والتي تمكن زيادة كبيرة في الأداء تخزين تهمة في supercapacitor تطبيقات.

Introduction

منذ عزل الجرافين في عام 2004، أدى 1 اهتمام في تسخير الخصائص الفريدة لجهود مكثفة موجهة نحو تجميع الجرافين إلى هياكل متجانسة ثلاثية الأبعاد التي تحتفظ خصائص صحائف الجرافين الفردية. تعرقلت 2-5 هذه الجهود حقيقة أن الجرافين نفسها مكلفة وتستغرق وقتا طويلا لإنتاج ويميل إلى تجميع في الحل، مما يحد من قابلية المواد التي تقوم على اللبنات الجرافين. بالإضافة إلى ذلك، وعادة ما تتألف مجالس الجرافين من التفاعلات الجسدية عبر ربط (على سبيل المثال، القوات الجدران فان دير) بين صحائف الجرافين الفردية، التي هي أقل موصل قوي ميكانيكيا من السندات عبر الروابط الكيميائية بكثير و. وقد شاركت مختبر لورانس ليفرمور الوطني في تطوير الرواية التي يسهل اختراقها، ومواد الكربون المنخفض الكثافة منذ 1980s. وقد تم تحديد 6 عدة استراتيجيات لافتعال كتلة-الم Ùcible القائم على الجرافين المواد السائبة متجانسة من كلا منخفضة التكلفة المشتقة من البوليمر الرغاوي الكربون، والتي تسمى aerogels الجرافين (غاز)، 7 فضلا عن مباشرة عبر ربط أكسيد الجرافين (GO) ورقة، والتي تسمى الجرافين الاقتصاد الكلي التجمعات (غماس). 8،9 هذه المواد السائبة مساحة عالية جدا لها التوصيلات الكهربائية والحرارية العالية، قوة ميكانيكية استثنائية ومرونة، والأشكال التضاريسية الانضباطي المسام. وقد وجدت الغاز وغماس فائدة في العديد من التطبيقات بما في ذلك المواد الكهربائي في المكثفات الفائقة والبطاريات القابلة لإعادة الشحن، ويدعم حافزا المتقدمة، الماصة، والعزل الحراري، وأجهزة الاستشعار، وتحلية المياه. 10

توليف aerogels الجرافين يبدأ مع سول-جل البلمرة من محلول مائي من الريسورسنول والفورمالديهايد لتوليد المواد الهلامية العضوية عالية عبر ربط. تغسل هذه المواد الهلامية بالماء والأسيتون، ثم تجفف باستخدام ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج 2 وpyrolyzed في أناجو nert لإعطاء aerogels الكربون مع مساحة منخفضة نسبيا، وحجم المسام. يتم تنشيط aerogels الكربون عن طريق إزالة رقابة من ذرات الكربون تحت ظروف المؤكسدة خفيفة (على سبيل المثال، CO 2) لتشكيل المواد عبر ربط تتألف من كل من الكربون والجرافيت متبلور nanoplatelets، مع مساحة سطح أكبر والتشكل المسام المفتوحة. 7 وهناك ميزة فريدة من التوليف سول هلام هو أنه لا يمكن أن تكون ملفقة الغاز في مجموعة متنوعة من الأشكال، بما في ذلك كتل والأغشية الرقيقة، اعتمادا على احتياجات التطبيق. أنابيب الكربون النانوية 11 و / أو صحائف الجرافين 12 يمكن إدماج الغاز بما في ذلك تلك الإضافات في حل السلائف سول-جل. وهذا يولد هياكل المركب الذي يصبح المضافة جزءا من بنية الشبكة الكربون الأساسي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن functionalized إطار GA بعد تفحيم / التنشيط سواء عن طريق تعديل سطح ايروجيل أو من خلال ترسب المواد،على سبيل المثال حافزا النانوية، على هيكل الإطار. 13

يتم إعداد الجرافين-المجالس الكلي (غماس) من خلال مباشرة عبر ربط أكسيد علقت الجرافين (GO) ورقة، والاستفادة من وظائف الكيميائية الكامنة. 9 أوراق GO تحتوي على مجموعة متنوعة من المجموعات الوظيفية، بما في ذلك إيبوكسيد والأنصاف هيدروكسيد، التي يمكن أن تكون بمثابة عبر ربط المواقع الكيميائية. كما هو الحال في إعداد GA، وتجميعها غماس يتم تجفيفها supercritically للحفاظ على شبكة مسامية، ثم pyrolized للحد من الكيميائية وصلات العبور إلى الجسور الموصلة الكربون التي تقدم الدعم الهيكلي للجمعية. بسبب الجسور الكربون التساهمية بين صحائف الجرافين، غماس ديك التوصيلات الكهربائية والميكانيكية صلابة التي هي أوامر من حجم أعلى من المجالس الجرافين شكلت مع الجسدي عبر ربط. بالإضافة إلى ذلك، غماس دينا مساحات تقترب من القيمة النظرية ورقة الجرافين واحدة. ر الحراري بعد الاصطناعيةreatment في درجات حرارة مرتفعة (> 1050 ° C) يمكن أن تحسن بشكل كبير من التبلور من غماس، مما يؤدي التوصيلات إلى أعلى حتى والرجوعية الشباب وكذلك مقاومة التأكسد بشكل أفضل الحرارية. العلاج الكيميائي 14 آخر الاصطناعية من غماس مع الأكسدة الفعالة الجزيئات العضوية مثل أنثراكوينون يمكن أن تعزز قدرة تخزين تهمة في supercapacitor تطبيقات 15

خصائص المواد الانضباطي الغاز وغماس هي، في جزء منه، نتيجة لاختلاف بعناية الظروف الاصطناعية مثل كاشف ومحفز تركيزات، والوقت علاج ودرجة الحرارة وظروف التجفيف، وعمليات تفحيم / التنشيط. ويهدف 16 هذا البروتوكول فيديو تفصيلي لحل الغموض في الأساليب المنشورة، وتوجيه الباحثين محاولة لإعادة إنتاج المواد والظروف.

Protocol

1. ريسورسينول الفورمالديهايد (RF) المشتقة الجرافين Aerogels

  1. نا 2 CO 3 حفز ايروجيل الكربون (11٪ مواد صلبة، CRF)
    1. في 40 مل التلألؤ القارورة، إضافة الماء منزوع الأيونات (7.1 مل) لالريسورسنول (0.625 غرام، 5.68 ملمول) وتخلط في دوامة لمدة 1 دقيقة. سحق قطعة الريسورسنول كبيرة لمسحوق باستخدام هاون ومدقة قبل إضافة الماء. لاحظ أنه قد لا تذوب تماما حتى الخطوة التالية.
    2. إضافة 37٪ محلول الفورمالديهايد (0.900 غرام، 11،4 مليمول) إلى الطين الريسورسنول ودوامة لمدة 1 دقيقة.
    3. إضافة كربونات الصوديوم (0.003 غرام، 0.028 مليمول) إلى خليط التفاعل ودوامة لمدة 1 دقيقة.
    4. نقل خليط التفاعل لقوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة محكمة الغلق (على سبيل المثال، قارورة أو الزجاج الشرائح التي تكون مفصولة طوقا سيليكون) التي تحدد شكل الجزء الصلب الناتج.
    5. وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة.
    6. بعد المعالجة، وإزالة سولكتل معرف من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة نقوم 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف.
  2. حمض الخليك حفز ايروجيل الكربون (AARF) 17
    1. في 40 مل التلألؤ القارورة، إضافة الماء منزوع الأيونات (15 مل) لالريسورسنول (12.3 غرام، 0.112 مول) وتخلط في دوامة لمدة 1 دقيقة. سحق قطعة الريسورسنول كبيرة لمسحوق باستخدام هاون ومدقة قبل إضافة الماء. لاحظ أنه قد لا تذوب تماما حتى الخطوة التالية.
    2. إضافة 37٪ محلول الفورمالديهايد (17.9 غرام، 0.224 مول) إلى الطين الريسورسنول ودوامة لمدة 1 دقيقة.
    3. إضافة حمض الخليك الجليدي (0.44 غرام، 0.007 مول) إلى خليط التفاعل ودوامة لمدة 1 دقيقة.
    4. نقل خليط التفاعل لقوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة ضيق الهواء (على سبيل المثال، قارورة أو الشرائح الزجاجية التي تكون مفصولة طوقا السيليكون)، التي تحدد شكل دورة الفتشوبlting الجزء الصلب.
    5. وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة.
    6. بعد المعالجة، وإزالة كتل صلبة من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة نقوم 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف.
  3. إضافات الكربون إلى حل RF السلائف (CNT، GO)
    1. أنابيب الكربون / RF مركب 11
      1. تعليق 1٪ بالوزن احد الجدران الكربون نانو أنابيب في الماء منزوع الأيونات وتفريق بدقة باستخدام حمام بالموجات فوق الصوتية (الصوتية السلطة 90 W، تردد 40 كيلوهرتز).
      2. إضافة الريسورسنول (1.235 غرام، 11،2 مليمول)، والفورمالديهايد (1.791 غرام، 22،1 مليمول)، ومحفز كربونات الصوديوم (5.95 ملغ، 0.056 ملمول) إلى 1.5 غرام من تشتت CNT.
      3. نقل خليط التفاعل لقوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة ضيق الهواء (على سبيل المثال، قارورة أو الزجاج الشرائح التي تكون مفصولة طوقا السيليكون)، التي definالبريد شكل الجزء الصلب الناتج.
      4. وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة.
      5. بعد المعالجة، وإزالة كتل صلبة من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة تنفيذ 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف.
    2. أكسيد الجرافين / RF مركب 12
      1. تعليق 1٪ بالوزن الجرافين أكسيد (GO، 300-800 نانومتر القطر) في الماء منزوع الأيونات وتفريق بدقة باستخدام حمام بالموجات فوق الصوتية (الصوتية السلطة 90 W، تردد 40 كيلوهرتز).
      2. إضافة الريسورسنول (1.235 غرام، 11،2 مليمول)، والفورمالديهايد (1.791 غرام، 22،1 مليمول، حل 37٪) ومحفز كربونات الصوديوم (5.95 ملغ، 0.056 ملمول) إلى 1.5 غرام من تشتت GO.
      3. نقل خليط التفاعل لقوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة ضيق الهواء (على سبيل المثال، قارورة أو الشرائح الزجاجية التي تكون مفصولة طوقا سيليكون) التي تحدد شكلمما أدى الجزء الصلب.
      4. وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة.
      5. بعد المعالجة، وإزالة كتل صلبة من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة تنفيذ 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف.
  4. تجفيف
    1. فوق الحرجة CO 2
      1. إعداد العينات غسلها لتجفيف مع CO 2 فوق الحرجة عن طريق تبادل O المذيبات H 2 مع الأسيتون. إزالة عينة من حمام الماء ومكان في حمام يحتوي على الأسيتون نظيفة. استبدال مع الأسيتون الطازجة مرتين أكثر في فترات 12 ساعة.
      2. عينات تبادل الأسيتون الحمل في جهاز تجفيف فوق الحرجة، مليئة الأسيتون ومع تعميم المبرد في 12-15 درجة مئوية.
      3. ختم مجفف فوق الحرجة وتبادل مع CO 2 السائل حتى لا يبقى الأسيتون (4-24 ساعة اعتمادا سن حجم العينة، والكثافة، المسام التشكل، وما إلى ذلك).
      4. اغلاق CO 2 العرض ورفع درجة حرارة سائل التبريد المتداولة إلى 55 درجة مئوية، مع الحفاظ على الضغط في مجفف فوق الحرجة بين 1،200-1،600 رطل (80-110 بار). عقد في 55 درجة مئوية لمدة 1 ساعة.
      5. تنفيس ببطء CO 2 (2-12 ساعة) مع الحفاظ على درجة حرارة تعميم المبرد في 55 ° C. إزالة العينات.
    2. تجفيف المحيطة (هلامة جافة)
      1. إعداد العينات غسلها لتجفيف ظل الظروف المحيطة عن طريق تبادل O المذيبات H 2 مع الأسيتون. إزالة عينة من حمام الماء ومكان في حمام يحتوي على الأسيتون نظيفة. استبدال مع الأسيتون الطازجة مرتين أكثر في فترات 12 ساعة.
      2. وضع عينات تبادل الأسيتون على سطح نظيف (على سبيل المثال، كتلة تفلون). إلى إبطاء معدل تبخر المذيبات لمنع تصدع وتقلص متفاوتة، وتغطي عينة مع كوب مقلوب من حجم كاف لتوفير الكثير من هيئة التعليم العاليدي سبيس.
      3. السماح مذيب لتتبخر ل(24-72 ساعة).
  5. تفحيم
    1. أداء الكربنة من الرغاوي المجففة في 1050 درجة مئوية تحت N 2 الغلاف الجوي. المنحدر من RT بمعدل 5 ° C / دقيقة، وعقد في 1050 درجة مئوية لمدة 3 ساعات. لاحظ أنه قد تحتاج عينات رقيقة إلى وضعها بين ورقتين من الورق الغرافيت (أو درجة حرارة أخرى مستقرة المواد، غير المتفاعلة) مع الوزن على رأس لمنع الشباك و "التقطيع البطاطا".
  6. تفعيل
    1. تفعيل جزءا AARF رغوة الكربون (2 سم × 3 سم × 4 مم، 1.2 غرام) لتوليد 3D nanographene (3D-NG) تحت تتدفق CO 2 (10 SCCM) في 950 درجة مئوية لمدة 5 ساعة 7

2. الجرافين أكسيد الجرافين المشتقة جمعيات الكلية

  1. NH 4 OH المحفزة GO التجمع
    1. في 40 مل التلألؤ القارورة، إضافة الماء منزوع الأيونات (20 مل) 400 ملغ طبقة واحدة الجرافين OXIDه (GO، 300-800 نانومتر القطر). تفريق بدقة باستخدام حمام بالموجات فوق الصوتية (الصوتية السلطة 90 W، تردد 40 كيلوهرتز) O / N.
    2. إضافة المركزة NH 4 OH الحل (0.211 مل لكل ز GO تعليق).
    3. نقل في قوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة محكم (على سبيل المثال، قارورة أو الزجاج الشرائح التي تكون مفصولة طوقا السيليكون الذي يحدد شكل الجزء الصلب الناتج).
    4. وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة.
    5. بعد المعالجة، وإزالة كتل صلبة من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة تنفيذ 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف.
  2. تجفيف
    1. فوق الحرجة CO 2
      1. إعداد العينات غسلها لتجفيف مع CO 2 فوق الحرجة عن طريق تبادل O المذيبات H 2 مع الأسيتون. إزالة عينة من حمام الماء ومكان في الحمام المشتركntaining الأسيتون نظيفة. استبدال مع الأسيتون الطازجة مرتين أكثر في فترات 12 ساعة.
      2. عينات تبادل الأسيتون الحمل في جهاز تجفيف فوق الحرجة، مليئة الأسيتون ومع تعميم المبرد في 12-15 درجة مئوية.
      3. ختم مجفف فوق الحرجة وتبادل مع CO 2 السائل حتى لا يبقى الأسيتون (4-24 ساعة تبعا لحجم العينة، والكثافة، المسام التشكل، وما إلى ذلك). يشار الصرف الكامل من جانب وقف يقطر الأسيتون في صمام العادم من الصحون فوق الحرجة.
      4. اغلاق CO 2 العرض ورفع درجة حرارة سائل التبريد المتداولة إلى 55 درجة مئوية، مع الحفاظ على الضغط في مجفف فوق الحرجة بين 1،200-1،600 رطل (80-110 بار). عقد في 55 درجة مئوية لمدة 1 ساعة.
      5. تنفيس ببطء CO 2 (2-12 ساعة) مع الحفاظ على درجة حرارة تعميم المبرد في 55 ° C. إزالة العينات.
    2. تجفيف المحيطة (هلامة جافة)
      لاحظ أنه قد تحتاج عينات رقيقة لتوضع بينورقتين من تفلون (أو غيرها من المواد غير لاصقة) مع الوزن على رأس لمنع الشباك و "التقطيع البطاطا".
      1. إعداد العينات غسلها لتجفيف ظل الظروف المحيطة عن طريق تبادل O المذيبات H 2 مع الأسيتون. إزالة عينة من حمام الماء ومكان في حمام يحتوي على الأسيتون نظيفة. استبدال مع الأسيتون الطازجة مرتين أكثر في فترات 12 ساعة.
      2. وضع عينات تبادل الأسيتون على سطح نظيف (على سبيل المثال، كتلة تفلون). إلى إبطاء معدل تبخر المذيبات لمنع تصدع وغير متكافئ تقلص، وتغطي عينة مع كوب مقلوب من حجم كاف لتوفير الكثير من فراغ الرأس.
      3. السماح مذيب لتتبخر ل(24-72 ساعة).
  3. تفحيم
    1. أداء الكربنة من الرغاوي المجففة في 1050 درجة مئوية تحت N 2 الغلاف الجوي. المنحدر من RT بمعدل 5 ° C / دقيقة، وعقد في 1050 درجة مئوية لمدة 3 ساعات. لاحظ أنه قد تحتاج عينات رقيقة لتوضع بإلى صف ورقتين من الورق الغرافيت (أو درجة حرارة أخرى مستقرة المواد، غير المتفاعلة) مع الوزن على رأس لمنع الشباك و "التقطيع البطاطا".
    2. يصلب الحراري لالبلورية العالية GMA. أداء الصلب الحرارية الإضافية الرغاوي متفحمة في درجات حرارة تصل إلى 2500 درجة مئوية تحت والغلاف الجوي. المنحدر من RT بمعدل 100 ° C / دقيقة، وعقد في درجة حرارة مرتفعة لمدة 1 ساعة.
  4. بعد الكربنة functionalization
    1. غير التساهمية أنثراكوينون functionalization (AQ-GMA)
      1. إعداد محلول 3 ملم من أنثراكوينون (AQ) في ETOH الجاف. الحرارة في قارورة مغلقة في 75 ° C لضمان حل كامل.
      2. إضافة حل AQ الساخن لعينة GMA (~ 2 مل / ملغ من العينة). نقع في قارورة مغلقة لمدة 2 ساعة على 75 درجة مئوية.
      3. إزالة حل AQ الزائدة من قارورة والسماح عينة لتجف في 75 ° CO / N (قنينة سقف قبالة).

النتائج

يمكن تتبع تطور التكوين المادي والتشكل خلال تلفيق بطرق مختلفة بما في ذلك حيود الأشعة السينية، رامان الطيفي وNMR، المجهر الإلكتروني، وporosimetry. على سبيل المثال، في التوليف، الانحلال الحراري، وCO 2 تفعيل الغاز، وأعقب التحويل عن طريق حيود الأشعة السينية (XRD) (الشكل ...

Discussion

ومن المهم أن نلاحظ أن الإجراءات المبينة هنا هي الممثل الوحيد. العديد من التعديلات الممكنة على المواد لحن لتطبيق معين. على سبيل المثال، تتراوح تركيزات مادة أولية، مع الحفاظ الريسورسنول / الفورمالديهايد (RF) نسبة ثابتة، يمكن أن يكون لها تأثير على كثافة المواد النهائ?...

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was performed under the auspices of the U.S. Department of Energy by Lawrence Livermore National Laboratory under Contract DE-AC52-07NA27344. IM release LLNL-JRNL-667016.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Single Layer Graphene OxideCheap Tubesn/a300-800 nm XY dimensions
single wall carbon nano tubes (SWCNTs)Carbon SolutionsP2-SWNT
resorcinolAldrich398047-500G
37% formaldehyde solution in waterAldrich252549
acetic acidAldrich320099
ammonium hydroxide solution 28-30% NH3 basisAldrich320145
sodium carbonateAldrich791768
anthraquinoneAldricha90004
Polaron supercritical dryerElectron Microscopy SciencesEMS 3100this is a representative model, any critical point dryer compatible with acetone should work

References

  1. Novoselov, K. S., Geim, A. K., et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science. 306 (5696), 666-669 (2004).
  2. Geim, A. K., Novoselov, K. S. The rise of graphene. Nat Mater. 6 (3), 183-191 (2007).
  3. Li, D., Kaner, R. B. Materials science. Graphene-based materials. Science. 320 (5880), 1170-1171 (2008).
  4. Allen, M. J., Tung, V. C., Kaner, R. B. Honeycomb carbon: a review of graphene. Chem. Rev. 110 (1), 132-145 (2010).
  5. Nardecchia, S., Carriazo, D., Ferrer, M. L., Gutiérrez, M. C., del Monte, ., F, Three dimensional macroporous architectures and aerogels built of carbon nanotubes and/or graphene: synthesis and applications. Chem. Soc. Rev.. 42 (2), 794-830 (2013).
  6. Pekala, R. W. Organic aerogels from the polycondensation of resorcinol with formaldehyde. J. Mater. Sci. 24 (9), 3221-3227 (1989).
  7. Biener, J., Dasgupta, S., et al. Macroscopic 3D nanographene with dynamically tunable bulk properties. Adv. Mater. 24 (37), 5083-5087 (2012).
  8. Worsley, M. A., Olson, T. Y., et al. High Surface Area, sp 2-Cross-Linked Three-Dimensional Graphene Monoliths. J Phys. Chem. Lett. 2 (8), 921-925 (2011).
  9. Worsley, M. A., Kucheyev, S. O., et al. Mechanically robust 3D graphene macroassembly with high surface area. Chem Commun. 48 (67), 8428-8430 (2012).
  10. Biener, J., Stadermann, M., et al. Advanced carbon aerogels for energy applications. Energ. Environ. Sci. 4 (3), 656-667 (2011).
  11. Worsley, M. A., Kucheyev, S. O., Satcher, J. H., Hamza, A. V., Baumann, T. F. Mechanically robust and electrically conductive carbon nanotube foams. Appl. Phys. Lett. 94 (7), 073115 (2009).
  12. Worsley, M. A., Pauzauskie, P. J., Olson, T. Y., Biener, J., Satcher, J. H., Baumann, T. F. Synthesis of graphene aerogel with high electrical conductivity. J. Am. Chem. Soc. 132 (40), 14067-14069 (2010).
  13. Fu, R., Baumann, T. F., Cronin, S., Dresselhaus, G., Dresselhaus, M. S., Satcher, J. H. Formation of Graphitic Structures in Cobalt- and Nickel-Doped Carbon Aerogels. Langmuir. 21 (7), 2647-2651 (2005).
  14. Worsley, M. A., Pham, T. T., et al. Synthesis and Characterization of Highly Crystalline Graphene Aerogels. ACS Nano. 8 (10), 11013-11022 (2014).
  15. Campbell, P. G., Merrill, M. D., et al. Battery/supercapacitor hybrid via non-covalent functionalization of graphene macro-assemblies. J. Mater. Chem. A. 2, 17764-17770 (2014).
  16. Worsley, M. A., Charnvanichborikarn, S., et al. Toward Macroscale, Isotropic Carbons with Graphene-Sheet-Like Electrical and Mechanical Properties. Adv. Funct. Mater. 24 (27), 4259-4264 (2014).
  17. Baumann, T. F., Worsley, M. A., Han, T. Y. -. J., Satcher, J. H. High surface area carbon aerogel monoliths with hierarchical porosity. J. Non-Cryst. Solids. 354 (29), 3513-3515 (2008).
  18. Baumann, T. F., Satcher, J. H. Template-directed synthesis of periodic macroporous organic and carbon aerogels. J. Non-Cryst. Solids. 350, 120-125 (2004).
  19. Braff, W. A., Bazant, M. Z., Buie, C. R. Membrane-less hydrogen bromine flow battery. Nat. Comms. 4, 1-6 (2013).
  20. Zhu, C., Han, T. Y., Duoss, E. B., Golobic, A. M., Kuntz, J. D., Spadaccini, C. M., Worsley, M. A. Highly compressible 3D periodic graphene aerogel microlattices. Nat Comms. 6, (2015).
  21. Worsley, M. A., Shin, S. J., Merrill, M. D., Lenhardt, J., Nelson, A. J., Woo, L. Y., Gash, A. E., Baumann, T. F., Orme, C. A. Ultra-Low Density, Monolithic WS2, MoS2, and MoS2 Graphene Aerogels. ACS Nano. 9 (5), 4698-4705 (2015).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

105 supercapacitor

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved