《表1 具有不同掺杂氮构型的石墨烯制备方法及其含氮量》

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《石墨烯氮掺杂调控及对电容特性影响机制研究进展》

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掺杂氮原子对石墨烯量子电容的作用机制也是人们研究的一个重要科学问题[64]。量子电容为材料的本征电容，反映了电子填充体系有限的量子态过程，体系在充电时会积累电荷，载流子从电极的低能态逐渐向高能态填充时会造成费米能级的移动，该过程相对外部电路可等效于一个电容。Zhang等[65]制备了氮掺杂活化微波氧化石墨烯，发现其电极电容增加与氮掺杂的单层石墨烯的量子电容的增加有着强相关性（图4），这表明氮掺杂会改变石墨烯的电子结构，增加电荷载流子密度，从而改变量子电容，导致更大的界面电容值。Zhan等[66]模拟计算了不同掺杂氮类型和不同掺杂量的氮掺杂石墨烯的量子电容与双电层电容，结果表明石墨型和吡啶型氮可以大大增加量子电容（图5），且量子电容与氮的掺杂量成正比，而吡咯型氮则对量子电容无增强作用，并且还得出氮掺杂石墨烯对于双电层电容无明显影响的结论。