Chemical versus electrochemical synthesis of carbon nano-onion/polypyrrole composites for supercapacitor electrodes

Chemistry - A European Journal

Volumn 21, Issue 15, 2015, Pages 5783-5793

  Mykhailiv, Olena ^a   Imierska, Monika ^a   Petelczyc, Martyna ^a   Echegoyen, Luis ^b   Plonska Brzezinska, Marta E ^a  

^a UNIVERSITY OF BIALYSTOK   (Poland)

^b UNIVERSITY OF TEXAS AT EL PASO   (United States)

Author keywords

carbon nano onions; composite materials; nanomaterials; polypyrrole; supercapacitors

Indexed keywords

CAPACITANCE; CAPACITORS; CARBON; COMPOSITE MATERIALS; CYCLIC VOLTAMMETRY; DEPOSITION; ELECTRODES; ELECTROLYTIC CAPACITORS; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; NANOSTRUCTURED MATERIALS; POLYPYRROLES; PORE SIZE; REDUCTION; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; THERMOGRAVIMETRIC ANALYSIS;

CARBON NANO ONIONS; DIFFERENTIAL THERMOGRAVIMETRIC ANALYSIS; ELECTROCHEMICAL DEPOSITION; ELECTROCHEMICAL STABILITIES; ELECTROCHEMICAL SYNTHESIS; HIGH SPECIFIC CAPACITANCES; POTENTIOSTATIC DEPOSITION; SUPER CAPACITOR;

ELECTROCHEMICAL ELECTRODES;

EID: 84925394126     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201406126     Document Type: Article

References (106)

1. R. B. Rakhi, W. Chen, H. N. Alshareef, J. Mater. Chem. 2012, 22, 5177-5183
2. C. Xu, B. Xu, Y. Gu, Z. Xiong, J. Sun, X. S. Zhao, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1388-1414.
3. J. Breczko, M. E. Plonska-Brzezinska, L. Echegoyen, Electrochim. Acta 2012, 72, 61-67.
4. M. E. Plonska-Brzezinska, D. M. Brus, A. Molina-Ontoria, L. Echegoyen, RSC Advances 2013, 3, 25891-25901.
5. J. Breczko, K. Winkler, M. E. Plonska-Brzezinska, A. Villalta-Cerdas, L. Echegoyen, J. Mater. Chem. 2010, 20, 7761-7768.
6. B. B. Owens, T. Osaka, J. Power Sources 1997, 68, 173-186
7. G. Wang, L. Zhang, J. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 797-828
8. E. Frackowiak, F. Beguin, Carbon 2001, 39, 937-950
9. E. Frackowiak, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1774-1785.
10. S. Bose, T. Kuila, A. K. Mishra, R. Rajasekar, N. H. Kim, J. H. Lee, J. Mater. Chem. 2012, 22, 767-784.
11. A. G. Pandolfo, A. F. Hollenkamp, J. Power Sources 2006, 157, 11-27
12. J. Chmiola, G. Yushin, Y. Gogotsi, C. Portet, P. Simon, P. L. Taberna, Science 2006, 313, 1760-1763
13. M. D. Levi, G. Salitra, N. Levy, D. Aurbach, Nat. Mater. 2009, 8, 872-875.
14. Z. A. Hu, Y. L. Xie, Y. X. Wang, H. Y. Wu, Y. Y. Yang, Z. Y. Zhang, Electrochim. Acta 2009, 54, 2737-2741
15. M.-W. Xu, D.-D. Zhao, S.-J. Bao, H.-L. Li, J. Solid State Electrochem. 2007, 11, 1101-1107
16. B. Wang, J. Park, C. Wang, H. Ahn, G. Wang, Electrochim. Acta 2010, 55, 6812-6817
17. J. Yan, T. Wei, W. Qiao, B. Shao, Q. Zhao, L. Zhang, Z. Fan, Electrochim. Acta 2010, 55, 6973-6978
18. M.-S. Wu, C.-Y. Huang, K.-H. Lin, J. Power Sources 2009, 186, 557-564.
19. J. P. Ferraris, M. M. Eissa, I. D. Brotherson, D. C. Loveday, A. A. Moxey, J. Electroanal. Chem. 1998, 459, 57-69.
20. T. Kuillaa, S. Bhadrab, D. Yaoa, N. H. Kimc, S. Bosed, J. H. Lee, Prog. Polym. Sci. 2010, 35, 1350-1375
21. H. Pan, J. Li, Y. P. Feng, Nanoscale Res. Lett. 2010, 5, 654-668
22. Z. Spitalsky, D. Tasis, K. Papagelis, C. Galiotis, Prog. Polym. Sci. 2010, 35, 357-401
23. Y. Sun, Q. Wu, G. Shi, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1113-1132.
24. F. Fusalba, P. Gouerec, D. Villers, D. Belanger, J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A 1 -A 6
25. V. Baranauskas, H. J. Ceragioli, A. C. Peterlevitz, J. C. R. Quispe, J. Phys. Conference Series 2007, 61, 71-74
26. H.-P. Cong, X.-C. Ren, P. Wang, S.-H. Yu, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1185-1191
27. L. Wang, X. Lu, S. Lei, Y. Song, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 4491-4509
28. T.-M. Wu, Y.-W. Lin, Polymer 2006, 47, 3576-3582.
29. T. Qian, Ch. Yu, S. Wu, J. Shen, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 6539-6542
30. J.-G. Wang, Y. Yang, Z.-H. Huang, F. Kang, J. Mater. Chem. 2012, 22, 16943-16949.
31. C.-C. Hu, X.-X. Lin, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A 1049 -A 1057.
32. A. G. MacDiarmid, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2581-2590
33. C. M. Li, C. Q. Sun, W. Chen, L. Pan, Surf. Coat. Technol. 2005, 198, 474-477
34. X. Q. Cui, C. M. Li, J. F. Zang, Q. Zhou, Y. Gan, H. F. Bao, J. Guo, V. S. Lee, S. M. Moochhala, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2025-2031
35. Q. Zhou, C. M. Li, J. Li, X. Q. Cui, D. Gervasio, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11216-11222
36. Y. Qiao, C. M. Li, S. J. Bao, Q. L. Bao, J. Power Sources 2007, 170, 79-84.
37. J. C. Thiéblemont, A. Brun, J. Marty, M. F. Planche, P. Calo, Polymer 1995, 36, 1605-1610.
38. S. Suematsu, Y. Oura, H. Tsujimoto, H. Kanno, K. Naoi, Electrochim. Acta 2000, 45, 3813-3821.
39. C.-C. Hu, C.-H. Chu, Mater. Chem. Phys. 2000, 65, 329-338
40. C.-C. Hu, C.-H. Chu, J. Electroanal. Chem. 2001, 503, 105-116.
41. H. Fu, Z.-j. Du, W. Zou, H.-q. Li, Ch. Zhang, J. Mater. Chem. A. 2013, 1, 14943-14950; see Ref. [12a].
42. P. Si, S. Ding, X.-W. Lou, D.-H. Kim, RSC Advances 2011, 1, 1271-1278.
43. S.-H. Song, D.-S. Han, H.-J. Lee, H.-S. Cho, S.-M. Chang, J.-M. Kim, H. Muramatsu, Synth. Met. 2001, 117, 137-139.
44. E. Frackowiak, V. Khomenko, K. Jurewicz, K. Lota, F. Beguin, J. Power Sources 2006, 153, 413-418
45. P. J. Kinlen, J. Liu, Y. Ding, C. R. Graham, E. E. Remsen, Macromolecules 1998, 31, 1735-1744.
46. Ch. Yang, P. Liu, T. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 1109-1114.
47. Y. Fang, J. Liu, D. J. Yu, J. P. Wicksted, K. Kalkan, C. O. Topal, B. N. Flanders, J. Wu, J. Li, J. Power Sources 2010, 195, 674-679.
48. J. Liu, J. An, Y. Ma, M. Li, R. Ma, J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A 828 -A 833.
49. P. A. Mini, A. Balakrishnan, S. V. Nair, K. R. V. Subramanian, Chem. Commun. 2011, 47, 5753-5755.
50. S. Iijima, J. Cryst. Growth. 1980, 50, 675-683.
51. R. Al-Jishi, G. Dresselhaus, Phys Rev B 1982, 26, 4514-4522.
52. J. Suehiro, K. Imasaka, Y. Ohshiro, G. Zhou, M. Hara, N. Sano, Jpn. J. Appl. Phys. 2003, 42, L1483-L1485.
53. V. V. Roddatis, V. L. Kuznetsov, Y. V. Butenko, D. S. Sua, R. Schlögl, Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 1964-1967.
54. D. M. Ugarte, Nature 1992, 359, 707-709.
55. E. Thune, Th. Cabioch, M. Jaouen, F. Bodart, Phys. Rev. B 2003, 68, 115434
56. Th. Cabioch, E. Thune, M. Jaouen, Phys. Rev. B 2002, 65, 132103
57. R. Lamber, N. I. Jeager, G. Schultz-Ekloff, Surf. Sci. 1988, 197, 402-414.
58. V. L. Kuznetsov, A. L. Chuvilin, Y. V. Butenko, I. Y. Malkov, V. M. Titov, Chem. Phys. Lett. 1994, 222, 343-348.
59. N. Sano, H. Wang, I. Alexandrou, M. Chhowalla, K. B. K. Teo, G. A. Amaratunga, K. Iimura, J. Appl. Phys. 2002, 92, 2783-2788.
60. Ch. Zhang, J. Li, E. Liu, Ch. He, Ch. Shi, X. Du, R. H. Hauge, N. Zhao, Carbon 2012, 50, 3513-3521
61. C. N. He, N. Q. Zhao, C. S. Shi, S. Z. Song, J. Alloys Compounds 2009, 484, 6-11
62. C. N. He, C. S. Shi, X. W. Du, J. J. Li, N. Q. Zhao, J. Alloys Compounds 2008, 452, 258-262
63. X. H. Chen, F. M. Deng, J. X. Wang, H. S. Yang, G. T. Wu, X. B. Zhang, J. C. Peng, W. Z. Li, Chem. Phys. Lett. 2001, 336, 201-204.
64. A. S. Rettenbacher, B. Elliott, J. S. Hudson, A. Amirkhanian, L. Echegoyen, Chem. Eur. J. 2006, 12, 376-387
65. A. Palkar, F. Melin, C. M. Cardona, B. Elliott, A. K. Naskar, D. D. Edie, Chem. Asian J. 2007, 2, 625-633.
66. J. K. McDonough, A. I. Frolov, V. Presser, J. Niu, Ch. H. Miller, T. Ubieto, M. V. Federov, Y. Gogotsi, Carbon 2012, 50, 3298-3309.
67. D. Pech, M. Burnett, H. Durou, P. Huang, V. Mochalin, Y. Gogotsi, P.-L. Taberna, P. Simon, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 651-654.
68. C. Portet, J. Chmiola, Y. Gogotsi, S. Park, K. Lian, Electrochim Acta 2008, 53, 7675-7680.
69. Y. Gao, Y. S. Zhou, M. Qian, X. N. He, J. Redepenning, P. Goodman, H. M. Li, L. Jiang, Y. F. Lu, Carbon 2013, 51, 52-58.
70. N. Keller, N. I. Maksimova, V. V. Roddatis, M. Schur, G. Mestl, Y. V. Butenko, V. L. Kuznetsov, R. Schlögl, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1885-1888
71. Angew. Chem. 2002, 114, 1962-1966.
72. S. Sek, J. Breczko, M. E. Plonska-Brzezinska, A. Z. Wilczewska, L. Echegoyen, ChemPhysChem 2013, 14, 96-100.
73. M.-S. Wang, D. Goldberg, Y. Bando, ACS Nano 2010, 4, 4396-4402.
74. W. Gu, N. Peters, G. Yushin, Carbon 2013, 53, 292-301.
75. F.-D. Han, B. Yao, Y.-J. Bai, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8923-8927.
76. E. Koudoumas, O. Kokkinaki, M. Konstantaki, S. Couris, S. Korovins, P. Detkov, V. Kuznetsov, S. Pimenov, V. Pustovoi, Chem. Phys. Lett. 2002, 357, 336-340.
77. S. Tomita, M. Fujii, S. Hayashi, Phys. Rev. B 2002, 66, 245424.
78. V. L. Kuznetsov, S. I. Moseenkov, K. V. Elumeeva, T. V. Larina, V. F. Anufrienko, A. I. Romanenko, O. B. Anikeeva, E. N. Tkachev, Phys. Status Solidi B 2011, 248, 2572-2576.
79. L. Joly-Pottuz, N. Matsumoto, H. Kinoshita, B. Vacher, M. Belin, G. Montagnac, J. M. Martin, N. Ohmae, Tribology Int. 2008, 41, 69-78
80. L. Joly-Pottuz, B. Vacher, N. Ohmae, J. M. Martin, T. Epicier, Tribol. Lett. 2008, 30, 69-80.
81. A. Hirata, M. Igarashi, T. Kaito, Tribology Inter. 2004, 37, 899-905.
82. V. L. Kuznetsov, I. L. Zilberberg, Y. V. Butneko, A. L. Chuvilin, B. Segall, J Appl Phys 1999, 86, 863-870.
83. M. E. Plonska-Brzezinska, D. M. Brus, J. Breczko, L. Echegoyen, Chem. Eur. J. 2013, 19, 5019-5024.
84. J. Luszczyn, M. E. Plonska-Brzezinska, A. Palkar, A. T. Dubis, A. Simionescu, D. T. Simionescu, B. Kalska-Szostko, K. Winkler, L. Echegoyen, Chem. Eur. J. 2010, 16, 4870-4880.
85. A. Łapiński, A. T. Dubis, M. E. Plonska-Brzezinska, J. Mazurczyk, J. Breczko, L. Echegoyen, Phys. Status Solidi C 2012, 9, 1210-1212
86. M. E. Plonska-Brzezinska, J. Breczko, B. Palys, L. Echegoyen, Chem. Phys. Chem. 2013, 14, 116-124
87. M. E. Plonska-Brzezinska, M. Lewandowski, M. Błaszczyk, A. Molina-Ontoria, T. Luciński, L. Echegoyen, Chem. Phys. Chem. 2012, 13, 4134-4141.
88. R. Borgohain, J. Li, J. P. Selegue, Y.-T. Cheng, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 15068-15075
89. Y. Wang, S. F. Yu, C. Y. Sun, T. J. Zhu, H. Y. Yang, J. Mater. Chem. 2012, 22, 17584-17588
90. M. V. K. Azhagan, M. V. Vaishampayan, M. V. Shalke, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 2152-2159.
91. B. Xu, X. Yang, X. Wang, J. Guo, X. Liu, J. Power Sources 2006, 162, 160-164
92. D. Santiago, G. G. Rodríguez-Calero, A. Palkar, Langmuir 2012, 28, 17202-17210
93. Y. A. Goh, X. Chen, F. M. Yasin, Chem. Commun. 2013, 49, 5171-5173
94. E. Grądzka, K. Winkler, M. Borowska, M. E. Plonska-Brzezinska, L. Echegoyen, Electrochim. Acta 2013, 96, 274-284.
95. Y. Shi, L. Pan, B. Liu, Y. Wang, Y. Cui, Z. Bao, G. Yu, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 6086-6091.
96. S. Konwer, S. K. Dolui, Mater. Chem. Phys. 2010, 124, 738-743.
97. Y. C. Liu, Y. T. Lin, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 11370-11375.
98. M. Yaniv, A. Soffer, J. Electrochem. Soc. 1976, 123, 506-511
99. J. Koresh, A. Soffer, J. Electrochem. Soc. 1977, 124, 1379-1385.
100. R. Kötz, M. Carlen, Electrochim. Acta 2000, 45, 2483-2498.
101. D. P. Dubal, D. S. Dhawale, R. R. Salunkhe, C. D. Lokhande, J. Electroanal. Chem. 2010, 647, 60-67.
102. J. S. Newman, C. W. Tobias, J. Electrochem. Soc. 1962, 109, 1183-1191
103. J. M. Lehn, J. P. Sauvage, Chem. Commun. 1971, 440
104. R. de Levie, Electrochim. Acta 1964, 9, 1231-1245.
105. K. A. Noh, D. W. Kim, C. S. Jin, K. H. Shin, J. H. Kim, J. M. Ko, J. Power Sources 2003, 124, 593-595.
106. G. Sauerbrey, Z. Phys. 1959, 155, 206-222.