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本文从构建三维结构的钨基纳米化合物及其与石墨烯的复合物出发,探究了其简单高效的制备方法和其电化学储能性能与材料组成、结构之间的关系。首先,本文采用溶液燃烧法简单快捷的一步制备了水合三氧化钨与氮掺杂还原氧化石墨烯复合物(WO3·0.33H2O/N-rGO),对其锂离子电池负极性能进行了测试,并与相同合成条件下得到的纯组分三氧化钨与氮掺杂还原氧化石墨烯的结构与性能进行了对比分析。其次,将溶液燃烧法得到的WO3·0.33H2O/N-rGO进行高温还原得到还原氧化钨与氮掺杂还原氧化石墨烯复合物(W18O49/N-rGO),通过改善其导电性和三维结构,进一步提升了其作为锂离子电池负极材料的性能。此外,还探究讨论了不同石墨烯含量对还原氧化钨与氮掺杂还原氧化石墨烯复合的锂离子电池负极性能影响,得到最佳比例的复合物。最后,本实验还通过高温硫化法将水合三氧化钨与氮掺杂还原氧化石墨烯复合物进行硫化,得到二硫化钨与氮硫共掺杂还原氧化石墨烯(WS2/N,S-rGO)的复合物,并将其作为水系超级电容器的电极材料,对其性能进行了一系列的研究分析,证明其优异的电化学性能。研究表明:利用溶液燃烧法合成,水合三氧化钨纳米颗粒能够均匀地与片状的氮掺杂还原氧化石墨烯复合,其在100 mA g-1的电流密度下循环100次的放电比容量为469.2 mAh g-1,相较于三氧化钨和氮掺杂还原氧化石墨烯组分表现出了一定的协同效应。而还原氧化钨与氮掺杂还原氧化石墨烯的复合物则表现出了更好的锂离子电池负极性能,当其比例为W18O49/10%N-rGO时,具有最佳的充放电容量,其在100 mA g-1的电流密度下循环100次能保持604.4 mAh g-1的比容量,为2次循环放电比容量的82.67%,而在1600 mA g-1下具有333.55 mAh g-1的比容量,展示出了较高的循环稳定性和倍率性能。WO3·0.33H2O/N-rGO经过高温硫化后得到片状的WS2与层状N,S-rGO的复合物,其在6 M KOH电解液中在1 A g-1的电流密度下具有1562.5 F g-1的比电容,而在40 A g-1下仍然能保持780 F g-1的比电容,表现出了优异的电容性能和倍率性能。本实验还以WS2/N,S-rGO为正极材料,活性碳(AC)为负极材料,组装成WS2/N,S-rGO//AC非对称超级电容器,经测试其在58.39 Wkg-1功率密度下具有31.19 Wh kg-1的能量密度,而在1944.44Wkg-1的高功率密度下能保持17.11Whkg-1的能量密度,说明了 WS2/N,S-rGO是一种良好的超级电容器电极材料。总之,本论文研究了利用溶液燃烧法制备WO3·0.33H2O/N-rGO复合物,并分别通过高温还原和高温硫化处理制备了W18O49/N-rGO与WS2/N,S-rGO,制备方法简单高效,研究表明W18O49/N-rGO具有较好的锂离子电池负极性能,WS2/N,S-rGO在超级电容器中的应用性能优异。