二硫化鉬復(fù)合材料的水熱制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2022-02-08 19:16
二硫化鉬(MoS2)是一種層狀結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫化物,由于其比氧化物高的內(nèi)在離子電導(dǎo)率,比石墨高的理論比電容,因此,MoS2開始用于超級(jí)電容器的電極材料。本文將利用溶劑熱法制備不同形貌的MoS2,研究形貌對(duì)電化學(xué)性能影響。此外,為了克服單一材料的缺點(diǎn),發(fā)揮材料之間的協(xié)同作用,將MoS2分別與CoS2、Ni3S4復(fù)合,研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能。研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用水熱法以不同的鉬源制備不同形貌的MoS2。在1 A·g-1的電流密度下空心球狀MoS2和花狀MoS2對(duì)應(yīng)的比電容分別為196 F·g-1和116 F·g-1。單一MoS2循環(huán)性能不高限制了其應(yīng)用。因此,將MoS2與其他物質(zhì)進(jìn)行復(fù)合取長(zhǎng)補(bǔ)短是充分發(fā)揮MoS2作為電極材料的另一條道路。(2)采用一步水熱法制備了MoS2與Co...
【文章來源】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
不同儲(chǔ)能器件的功率密度和能量密度比較
碩士學(xué)位論文儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化裝置所以它有能量?jī)?chǔ)存和能量輸出公式:E =12 2(1-3)P = 24 (1-4)C 為電容,V 為電壓。雙電層電容來自電極材料的顆粒與電解質(zhì)離子建立電荷平衡。充電時(shí),電容器兩個(gè)電極上外加電壓后,電極的正極儲(chǔ)存大量的負(fù)電荷,電極負(fù)極儲(chǔ)存正電荷。因此,電解液中的負(fù)離子向正極遷移正離子向負(fù)極遷移,在電極/電解質(zhì)形成雙電層,在正負(fù)極之間產(chǎn)生電勢(shì)差。放電過程與充電過程相反,這兩種過程是電荷物理遷移,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。雙電層電容器的電極材料為碳材料,這是因?yàn)樘疾牧暇哂辛己玫膶?dǎo)電性能、高比表面積、壽命長(zhǎng)久、來源廣泛及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。碳材料主要有:活性炭、多孔碳、碳納米管、碳?xì)饽z以及某些有機(jī)物的碳化物等[11-15]。
愛好者進(jìn)行研究[41-43]。但是石墨烯由于生產(chǎn)率低下和生產(chǎn)技術(shù)不夠成熟從而不能大量的進(jìn)行生產(chǎn),所以現(xiàn)在許多類似石墨烯的二維結(jié)構(gòu)物質(zhì)被大量研究與應(yīng)用。例如二硫化鉬,二硫化鉬具有典型的二維層狀結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫化物。在 19 世紀(jì)中期美國(guó)人將層狀二硫化鉬用在馬車軸承上來降低摩擦力,從那開始,MoS2這種材料便開始廣泛的進(jìn)入人們的視野。相比較與層狀石墨烯,由于二硫化鉬有帶隙這一優(yōu)點(diǎn),所以 MoS2成為廣大國(guó)內(nèi)外科學(xué)家及學(xué)者研究的熱點(diǎn)。隨著科技的快速發(fā)展,尤其是納米技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷創(chuàng)新使得 MoS2納米材料在電容器電極材料、集成電路、生物醫(yī)藥等很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。每個(gè) MoS2層是由三個(gè)原子層(S-Mo-S)堆疊而成的三明治夾層結(jié)構(gòu),每個(gè)鉬原子層穿插在兩個(gè)硫原子層之間,每個(gè)鉬原子與六個(gè)硫原子配位形成共價(jià)鍵,每個(gè)硫原子與三個(gè)鉬原子配位。而在 MoS2層與層之間是通過微弱的范德華力連接的,因此在層之間是比較容易發(fā)生脫落從而形成特殊的層狀結(jié)構(gòu),由于這種獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)所以二硫化鉬有很大的比表面積具有獨(dú)特的性能。潤(rùn)滑劑是二硫化鉬的傳統(tǒng)用途,隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展二硫化鉬的研究不斷深入,使得 MoS2納米材料在很多領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]低溫下二硫化鉬電子遷移率研究[J]. 董海明. 物理學(xué)報(bào). 2013(20)
碩士論文
[1]不同形貌的MoS2及MoS2復(fù)合材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用[D]. 武子茂.蘭州大學(xué) 2016
[2]MoS2微納球和MoS2@ZnO納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及性能研究[D]. 譚英華.華東師范大學(xué) 2015
[3]無定型二硫化鉬的水熱合成及其電化學(xué)性能研究[D]. 楊玉超.華南理工大學(xué) 2012
[4]石墨烯、石墨烯/碳納米管的制備及其超級(jí)電容器性能研究[D]. 葛士彬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3615602
【文章來源】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
不同儲(chǔ)能器件的功率密度和能量密度比較
碩士學(xué)位論文儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化裝置所以它有能量?jī)?chǔ)存和能量輸出公式:E =12 2(1-3)P = 24 (1-4)C 為電容,V 為電壓。雙電層電容來自電極材料的顆粒與電解質(zhì)離子建立電荷平衡。充電時(shí),電容器兩個(gè)電極上外加電壓后,電極的正極儲(chǔ)存大量的負(fù)電荷,電極負(fù)極儲(chǔ)存正電荷。因此,電解液中的負(fù)離子向正極遷移正離子向負(fù)極遷移,在電極/電解質(zhì)形成雙電層,在正負(fù)極之間產(chǎn)生電勢(shì)差。放電過程與充電過程相反,這兩種過程是電荷物理遷移,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。雙電層電容器的電極材料為碳材料,這是因?yàn)樘疾牧暇哂辛己玫膶?dǎo)電性能、高比表面積、壽命長(zhǎng)久、來源廣泛及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。碳材料主要有:活性炭、多孔碳、碳納米管、碳?xì)饽z以及某些有機(jī)物的碳化物等[11-15]。
愛好者進(jìn)行研究[41-43]。但是石墨烯由于生產(chǎn)率低下和生產(chǎn)技術(shù)不夠成熟從而不能大量的進(jìn)行生產(chǎn),所以現(xiàn)在許多類似石墨烯的二維結(jié)構(gòu)物質(zhì)被大量研究與應(yīng)用。例如二硫化鉬,二硫化鉬具有典型的二維層狀結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫化物。在 19 世紀(jì)中期美國(guó)人將層狀二硫化鉬用在馬車軸承上來降低摩擦力,從那開始,MoS2這種材料便開始廣泛的進(jìn)入人們的視野。相比較與層狀石墨烯,由于二硫化鉬有帶隙這一優(yōu)點(diǎn),所以 MoS2成為廣大國(guó)內(nèi)外科學(xué)家及學(xué)者研究的熱點(diǎn)。隨著科技的快速發(fā)展,尤其是納米技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷創(chuàng)新使得 MoS2納米材料在電容器電極材料、集成電路、生物醫(yī)藥等很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。每個(gè) MoS2層是由三個(gè)原子層(S-Mo-S)堆疊而成的三明治夾層結(jié)構(gòu),每個(gè)鉬原子層穿插在兩個(gè)硫原子層之間,每個(gè)鉬原子與六個(gè)硫原子配位形成共價(jià)鍵,每個(gè)硫原子與三個(gè)鉬原子配位。而在 MoS2層與層之間是通過微弱的范德華力連接的,因此在層之間是比較容易發(fā)生脫落從而形成特殊的層狀結(jié)構(gòu),由于這種獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)所以二硫化鉬有很大的比表面積具有獨(dú)特的性能。潤(rùn)滑劑是二硫化鉬的傳統(tǒng)用途,隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展二硫化鉬的研究不斷深入,使得 MoS2納米材料在很多領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]低溫下二硫化鉬電子遷移率研究[J]. 董海明. 物理學(xué)報(bào). 2013(20)
碩士論文
[1]不同形貌的MoS2及MoS2復(fù)合材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用[D]. 武子茂.蘭州大學(xué) 2016
[2]MoS2微納球和MoS2@ZnO納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及性能研究[D]. 譚英華.華東師范大學(xué) 2015
[3]無定型二硫化鉬的水熱合成及其電化學(xué)性能研究[D]. 楊玉超.華南理工大學(xué) 2012
[4]石墨烯、石墨烯/碳納米管的制備及其超級(jí)電容器性能研究[D]. 葛士彬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3615602
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