二硫化鉬復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源危機(jī)已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能器件具有功率密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。二硫化鉬(MoS2)作為重要的二維納米材料，以其奇特的“三明治夾心”的層狀結(jié)構(gòu)在能量存儲(chǔ)、潤(rùn)滑劑、復(fù)合材料、催化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。MoS2的片層間通過(guò)較微弱的范德華力結(jié)合，電子可以在層間自由傳輸，是一種較為理想的電極材料，但是在實(shí)際應(yīng)用中的二硫化鉬還存在著易團(tuán)聚、比表面積小、片層較厚

2、等問(wèn)題，而且單一的MoS2電極材料常因?qū)щ娦圆缓茫x子脫嵌過(guò)程體積變化大等問(wèn)題，導(dǎo)致材料的循環(huán)性能差、儲(chǔ)能能力有限。鑒于以上問(wèn)題，本論文主要開(kāi)展了以下內(nèi)容:
　　(1)以仲鉬酸銨為鉬源、硫脲為硫源和還原劑通過(guò)水熱法制備了花狀、片狀和球狀的二硫化鉬納米材料，研究了鉬原子與硫原子的比例、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)pH值、表面活性劑種類等反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物二硫化鉬的形貌結(jié)構(gòu)的影響，初步探索了MoS2的生長(zhǎng)機(jī)理，并對(duì)不同形貌的二硫化鉬進(jìn)行了電化

3、學(xué)電容性能研究。研究結(jié)果表明，在電流密度為1 A/g條件下，花狀MoS2的比電容為93.7 F/g，片狀MoS2的比電容為221.2F/g，球狀MoS2的比電容為60 F/g。
　　(2)將氧化石墨烯作為模板、仲鉬酸銨為鉬源、硫脲同時(shí)作為硫源和還原劑，通過(guò)水熱法一步制備二硫化鉬/還原氧化石墨烯(MoS2/rGO)復(fù)合材料，主要研究了硫脲添加量對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的影響、氧化石墨烯(GO)用量對(duì)二硫化鉬/還原氧化石墨烯復(fù)合材料的形貌結(jié)構(gòu)和

4、作為超級(jí)電容器電極材料的電化學(xué)電容性能的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)硫脲添加量為4.0g時(shí)制備的二硫化鉬/還原氧化石墨烯復(fù)合材料中的二硫化鉬結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而且片層結(jié)構(gòu)最薄，硫脲過(guò)多或過(guò)少都會(huì)造成二硫化鉬中產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致樣品不穩(wěn)定，容易被激光氧化。當(dāng)氧化石墨烯用量為800 mg時(shí)，復(fù)合材料中二硫化鉬的片層最薄而且二硫化鉬能夠均勻分散地生長(zhǎng)在薄紗狀的石墨烯中，不僅能夠使其作為電極材料時(shí)與電解質(zhì)溶液充分接觸，而且提高了導(dǎo)電性，使其能夠更好的應(yīng)用于超級(jí)電容

5、器的電極。電化學(xué)性能測(cè)試表明，電流密度為1 A/g時(shí)，該電極材料的比電容為310 F/g，循環(huán)500次后，比電容保持為230 F/g左右。
　　(3)通過(guò)原位聚合法一步合成（二硫化鉬/還原氧化石墨烯）@聚苯胺((MoS2/rGO)@PANI)三元復(fù)合材料，主要研究了不同含量聚苯胺對(duì)(MoS2/rGO)@PANI三元復(fù)合材料的形貌結(jié)構(gòu)和作為超級(jí)電容器電極電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，隨著聚苯胺含量的增加，復(fù)合材料中出現(xiàn)了更小而多的