优化聚吡咯纳米粒子在石墨相氮化碳纳米片上的负载策略用于高性能柔性超级电容器

为满足可穿戴电子设备对兼具优异电化学性能和柔性的储能需求，来自未知机构的研究人员通过原位化学氧化法，在石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片上调控聚吡咯(PPy)纳米颗粒浓度，开发出比电容达568 F g?1的g-C3N4/PPy纳米复合材料，其低电荷转移阻抗(25 mΩ)和优化孔隙结构为柔性储能电极材料提供了新思路。

　　

随着可穿戴电子设备的蓬勃发展，如何构建兼具高储能性能和机械柔性的电极材料成为研究热点。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)因其独特的类石墨烯结构和双电层电容特性，与具有氧化还原活性的聚吡咯(PPy)纳米颗粒形成完美互补。研究人员通过精妙设计，采用原位化学氧化法在0.1 mg ml^?1的g-C₃N₄纳米片上生长0.1 M浓度的PPy纳米颗粒(GP-2样品)，犹如在纳米尺度搭建"导电桥梁"。

这种纳米复合材料展现出令人惊艳的储能性能：在1 A g^?1电流密度下实现568 F g^?1的超高比电容，相当于普通超级电容器材料的2-3倍。通过布鲁诺尔-埃米特-泰勒(BET)表征发现，其卓越性能源于优化的介孔结构和高达25 mΩ的超低电荷转移阻抗——这好比在电极内部修建了四通八达的"离子高速公路"。当负载于碳布柔性基底时，该材料仍保持稳定的电化学性能，为下一代可穿戴设备电源提供了理想的电极解决方案。