本文關(guān)鍵詞：過渡金屬硫化物電極材料的制備及電化學(xué)性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對過渡金屬硫化物,采用不同的的制備方法分別制備了單金屬硫化物硫化鈷和硫化鉬,然后在研究單金屬硫化物的基礎(chǔ)上,通過Co、Mo離子進行配位,成功制備了雙金屬硫化物CoMoS_4,并首次將其用作超級電容器電極活性材料。利用XRD、SEM、TEM和XPS等技術(shù)對所制備的材料的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進行了分析,同時用循環(huán)伏安(CV)、恒電流充放電(GCD)和電化學(xué)阻抗(EIS)等技術(shù)測試其電化學(xué)性能,并針對其電化學(xué)性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系展開研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下一、以硫化銨和氯化鈷為原料,去離子水為溶劑,采用簡單化學(xué)沉淀法和不同溫度的熱處理工藝分別制備制備了非晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度較好的的Co-S電極材料。電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)所制備的Co-S電極材料具有良好的電化學(xué)性能。在0.5 Ag~(-1)電流密度放電時,CoS_2-200比容量可以達到996.16 Fg~(-1),且經(jīng)過10000次循環(huán)后,比容量的保持率為97.6%；而在0.5 Ag~(-1)電流密度放電時,CoS_2-280比容量可以達到354.13 Fg~(-1),且經(jīng)過10000次循環(huán)后,比容量的保持率為64.7%。二、以硫化銨、鉬酸銨、氨水為原料,通過熱分解(NH_4)_2MoS_4制備的Mo-S電極材料,在200℃所得到的樣品MoS_3傾向于形成大量的塊狀結(jié)構(gòu)以及它們的聚集。在400℃的MoS_3 MoS_2時,開始出現(xiàn)由納米顆粒堆積的松散的結(jié)構(gòu)。在600℃的MoS_2形成了自組裝多孔結(jié)構(gòu),因為多孔的結(jié)構(gòu)能夠?qū)е螺^快的離子-電子轉(zhuǎn)移以及使活性物質(zhì)/電解液充分接觸,所以就能夠時電化學(xué)性能得到增強,例如高倍率性能和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。通過電化學(xué)性能測試我們發(fā)現(xiàn)Mo-S電極材料均表現(xiàn)出了雙電層儲能機理,其中MoS_3在電流密度為0.5 Ag~(-1)時的電流密度達到了455.6 Fg~(-1),而MoS_3 MoS_2和MoS_2則分別為122.54 Fg1和44.30 Fg~(-1);MoS_3 MoS_2和MoS_2電極則在5000次循環(huán)后容量保持率仍然為100%,表現(xiàn)出了較好的循環(huán)穩(wěn)定性；為了研究所制備Mo-S材料在器件中的性能,我們用所制備的SHAC作為正極,MoS_3為負極,組裝了混合型電容器MoS_3//SHAC。經(jīng)過測試,組裝的MoS_3//SHAC非對稱型電容器表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。其電位窗口可以高達2 V,容量最高達到53 Fg~(-1),且當電流密度增大10倍時,容量保持率為61.3%。在565 W kg~(-1)的功率密度下,能量密度可以達到30.3Wh kg~(-1)。三、以(NH_4)_2MoS_4為前驅(qū)體,以氯化鈷為原料,采用簡單化學(xué)沉淀法和熱處理工藝,我們合成了CoMoS_4電極材料。通過對產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)表征,樣品是由納米顆粒堆積成的疏松多孔結(jié)構(gòu),從而有利于電解液離子的擴散。由于具有較好的導(dǎo)電性、較低的結(jié)晶度、以及較多的孔結(jié)構(gòu),所制備的CoMoS_4電極材料具有良好的電化學(xué)性能,在0.5 Ag~(-1)電流密度下放電時,CoMoS_4的比容量可以達到415 Fg~(-1)；當電流密度從0.5 Ag-升高到5 Ag~(-1)時,容量保持率仍然為82.1%,表現(xiàn)出了優(yōu)越的倍率性能；在經(jīng)過10000次循環(huán)后,比容量保持率為100%。
【關(guān)鍵詞】：超級電容器 金屬硫化物 電極材料 電化學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O646;TM53
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 引言12-13
• 1.2 超級電容器簡述13-16
• 1.2.1 超級電容器的發(fā)展歷史13
• 1.2.2 超級電容器的儲能原理及分類13-15
• 1.2.2.1 電層超級電容器(EDLC)13-14
• 1.2.2.2 贗電容超級電容器(Pesudocapacitor)14-15
• 1.2.3 超級電容器的組成15-16
• 1.2.4 超級電容器的優(yōu)點16
• 1.3 超級電容器的應(yīng)用16-17
• 1.4 超級電容器電極材料研究概述17-18
• 1.4.1 碳材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17
• 1.4.2 導(dǎo)電聚合物國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17
• 1.4.3 金屬化合物國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4.3.1 金屬氧化物17-18
• 1.4.3.2 金屬磷化物18
• 1.4.3.3 金屬氮化物18
• 1.5 過渡金屬硫化物的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.5.1 過渡金屬硫化物的制備方法18-19
• 1.5.1.1 水熱或溶劑熱法18-19
• 1.5.1.2 元素直接反應(yīng)法19
• 1.5.1.3 沉淀法19
• 1.5.1.4 電化學(xué)法19
• 1.5.1.5 溶膠凝膠法19
• 1.5.1.6 單源前驅(qū)體法19
• 1.5.2 過渡金屬硫化物研究進展19-21
• 1.6 本課題的研究思路的提出及研究內(nèi)容21-24
• 1.6.1 研究思路的提出21-22
• 1.6.2 研究內(nèi)容22-24
• 第2章 單金屬硫化物電極材料的制備及電化學(xué)性能研究24-43
• 2.1 引言24
• 2.2 實驗主要試劑和設(shè)備24-25
• 2.2.1 主要實驗試劑、材料24
• 2.2.2 主要實驗設(shè)備24-25
• 2.3 電極材料的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)測試方法25-26
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)表征25
• 2.3.2 電化學(xué)測試25-26
• 2.4 硫化鈷(Co-S)的制備及其表征26-32
• 2.4.1 硫化鈷(Co-S)材料的制備26
• 2.4.2 電極的制備26-27
• 2.4.3 結(jié)果與討論27-32
• 2.4.3.1 硫化鈷(Co-S)的結(jié)構(gòu)與形貌表征27-30
• 2.4.3.2 硫化鈷(Co-S)的電化學(xué)性能研究30-32
• 2.5 硫化鉬(Mo-S)的制備及其表征32-42
• 2.5.1 硫化鉬(Mo-S)電極材料的制備33
• 2.5.2 自制高性能活性炭(SHAC)的制備33-34
• 2.5.2.1 PAN大分子引發(fā)劑的制備33-34
• 2.5.2.2 PAN-b-PMMA二嵌段共聚物的制備34
• 2.5.2.3 自制高性能活性炭(SHAC)的制備34
• 2.5.3 電極的制備34
• 2.5.4 電容器的制備34-35
• 2.5.5 結(jié)果與討論35-42
• 2.5.5.1 硫化鉬(Mo-S)電極材料的結(jié)構(gòu)與形貌表征35-38
• 2.5.5.2 硫化鉬(Mo-S)的電化學(xué)性能研究38-41
• 2.5.5.3 MoS_3//SHAC非對稱超級電容器的電化學(xué)性能研究41-42
• 2.6 本章小結(jié)42-43
• 第3章 雙金屬硫化物電極材料的制備及電化學(xué)性能研究43-55
• 3.1 引言43
• 3.2 實驗主要試劑和設(shè)備43-45
• 3.2.1 主要實驗試劑、材料43-44
• 3.2.2 主要實驗設(shè)備44-45
• 3.3 電極材料的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)測試方法45
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)表征45
• 3.3.2 電化學(xué)測試45
• 3.4 三元雙金屬硫化物CoMoS_4電極材料的制備及其表征45-54
• 3.4.1 硫化鈷(CoS)電極材料的制備45
• 3.4.2 硫化鉬(MoS_2)電極材料的制備45-46
• 3.4.3 三元雙金屬氧化物CoMoO_4電極材料的制備46
• 3.4.4 三元雙金屬硫化物CoMoS_4電極材料的制備46-47
• 3.4.4.1 (NH_4)_2MoS_4前驅(qū)體的制備46
• 3.4.4.2 三元雙金屬硫化物CoMoS_4電極材料的制備46-47
• 3.4.5 電極的制備47
• 3.4.6 結(jié)果與討論47-54
• 3.4.6.1 三元雙金屬硫化物CoMoS_4的結(jié)構(gòu)與形貌表征47-50
• 3.4.6.2 三元雙金屬硫化物CoMoS_4的電化學(xué)性能研究50-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論與展望55-57
• 參考文獻57-64
• 致謝64-65
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄65

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戴萃辰;脂肪族化合物的物理化學(xué)性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[J];自然雜志;1979年07期

2 何林生;;鈦白廢酸提鈧及鈧的應(yīng)用[J];杭州化工;1991年02期

3 張勇;霍慶媛;王力臻;張愛勤;宋延華;;LiFePO_4/MWNTs/BC復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能[J];熱加工工藝;2012年24期

4 杜霞;薛衛(wèi)東;劉帆;李昱樹;;n型硅/碳復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究[J];電子元件與材料;2013年01期

5 ;鈦及鈦鉬合金電化學(xué)性能的研究[J];上海有色金屬;1978年03期

6 龔茜，譚攸庚;釕鈦錫氧化物陽極表面形態(tài)及電化學(xué)性能研究[J];氯堿工業(yè);1995年05期

7 鄧凌峰;陳洪;;2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑的合成及電化學(xué)性能[J];材料導(dǎo)報;2009年22期

8 Degussa;徐翔飛;;“白炭黑”的制備工藝及其物理—化學(xué)性能[J];橡膠譯叢;1981年03期

9 劉春蓮;;《材料化學(xué)性能》課的教學(xué)實踐[J];太原理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版);2002年S1期

10 章宗穰;許傳經(jīng);潘幼良;;旋轉(zhuǎn)環(huán)—盤電極的研制和電化學(xué)性能研究[J];上海師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1984年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郄富昌;彭慶文;唐致遠;;鋰離子電池負極材料Li_2ZnTi_3O_8/C納米顆粒的制備及其電化學(xué)性能[A];第30屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

2 李良超;郝仕油;林秋月;應(yīng)桃開;;納米氧化錳的制備及其電化學(xué)性能研究[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅲ[C];2004年

3 劉志超;黨海軍;陳廣宇;張自祿;;氟化石墨的制備與電化學(xué)性能[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（上集）[C];2005年

4 張森;李志勇;;氟化處理對儲氫合金電化學(xué)性能的影響研究[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（下集）[C];2005年

5 季益剛;周益明;邵陽;戴躍華;俞燕青;王青;唐亞文;陸天虹;沈濤;;氫氧化鎳的低熱固相合成及其電化學(xué)性能[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（上集）[C];2005年

6 董怡辰;王振波;秦華;;炭包覆對動力鋰離子電池正極材料電化學(xué)性能影響[A];第22屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會論文集[C];2010年

7 侯磊;吳茂;何新波;曲選輝;;碳含量對磷酸釩鋰電化學(xué)性能的影響[A];第30屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

8 鄒紅麗;招睿雄;沈培康;;鎢摻雜LiFePO_4的合成和電化學(xué)性能研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

9 樊小勇;江宏宏;黃令;孫世剛;;電鍍錫作為鋰離子電池負極材料的電化學(xué)性能研究[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（上集）[C];2005年

10 王婷;曹中秋;邊靜;;鎂鋁儲氫電極合金的制備及電化學(xué)性能研究[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（下集）[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;鋅的性質(zhì)與用途[N];期貨日報;2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 盧桂霞;過渡金屬氧化物鋰離子電池負極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D];山東大學(xué);2015年

2 胡梅娟;金屬氧化物基鋰/鈉離子電池負極材料制備與電化學(xué)性能研究[D];浙江大學(xué);2014年

3 劉芳延;基于綜纖維素制備炭基復(fù)合材料及其電化學(xué)性能研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

4 江小劍;基于脫合金法的錳基微納結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其電化學(xué)性能研究[D];山東大學(xué);2015年

5 王聰;鋰離子電池電極材料Li_3V_2(PO_4)_3的制備及其電化學(xué)性能改性研究[D];北京化工大學(xué);2015年

6 莫潤偉;高性能鋰離子電池正極材料LiV_3O_8的制備及其電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

7 歷彪;鈦的含氟氧化物及其鋰化產(chǎn)物納米粒子的合成、表征與電化學(xué)性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

8 劉清朝;鋰空氣電池電極材料的制備和電化學(xué)性能研究[D];吉林大學(xué);2015年

9 石麗麗;新型鋰硫電池正極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D];北京理工大學(xué);2016年

10 劉兵;錫/鉬基鋰離子電池負極材料的微結(jié)構(gòu)調(diào)控及儲鋰性能研究[D];北京理工大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 栗志同;釩基材料的合成、表征及其電化學(xué)性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 王莎;多巴胺炭球及MOFs@硫復(fù)合材料的制備及其Li-S電池電化學(xué)性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 燕平;氫驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)法制備Li_xal_ySi_z鋰離子電池負極材料及其電化學(xué)性能[D];浙江大學(xué);2015年

4 杜志玲;摻氮多孔碳的制備及其電化學(xué)性能研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 宋巧蘭;新型離子液體的制備及其電化學(xué)性能研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

6 黃文靜;新型導(dǎo)電聚合物-石墨烯電極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D];南京理工大學(xué);2015年

7 康怡然;納米二氧化錳/碳材料復(fù)合電極材料的制備及其電化學(xué)性能的研究[D];鄭州大學(xué);2015年

8 張亦弛;低維氧化鉬納米材料微觀結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能研究[D];南京理工大學(xué);2015年

9 李濤;Fe-Mn-Ti-C鋰離子電池負極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D];山東大學(xué);2015年

10 申亞舉;水系鋰離子電池負極材料LiTi_2(P0_4)_3的制備及性能研究[D];沈陽理工大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：過渡金屬硫化物電極材料的制備及電化學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：441890