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Erschienen in: Journal of Materials Science 21/2013

01.11.2013

Nitrogen plasma functionalization of carbon nanotubes for supercapacitor applications

verfasst von: Shahzad Hussain, Roger Amade, Eric Jover, Enric Bertran

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 21/2013

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Abstract

Surface modification of carbon nanotubes with a simple and fast plasma treatment allows for the design of new nanomaterials with enhanced electrochemical properties. Both structural disorder and nitrogen concentration of the nanotubes increase after a nitrogen plasma treatment. The effect of plasma power and nitrogen pressure on the charge storage capability of the nanotubes has been investigated in detail. Depending on the plasma conditions, nitrogen functionalities such as quaternary nitrogen in the basal planes, and pyrrolic groups at the edges are introduced in the nanotubes structure. The potential difference between anodic and cathodic peaks of the Fe3+/Fe2+ redox couple decreases from 102 mV down to 75.7 mV after the nitrogen plasma treatment, which accounts for an increased reversibility of the electron transfer process between nanotubes and electrolyte. Moreover, the treated nanotubes show a significant increase in their specific capacitance from 22 up to 55 F g−1 at a scan rate of 10 mV s−1 in a 0.1 M Na2SO4 solution. Pyridinic and pyrrolic functionalities are found to play an important role in enhancing the reversibility and specific capacitance of the obtained electrodes.

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Metadaten
Titel
Nitrogen plasma functionalization of carbon nanotubes for supercapacitor applications
verfasst von
Shahzad Hussain
Roger Amade
Eric Jover
Enric Bertran
Publikationsdatum
01.11.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 21/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-013-7579-z

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