层状二硫化钼纳米复合材料在超级电容器中的应用

来源 :信阳师范学院 | 被引量 : 12次 | 上传用户:lhj123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
能源危机已经成为全球性的问题并引起了广泛的关注,探索具有优越性能的新材料来解决能源问题已经成为科学家们最重要的使命之一。超级电容器作为一种新型储能装置有很多优异性能:能量密度高、功率密度大、循环寿命长、充放电时间短、绿色环保等,已成为国内外清洁能源的研究热点,特别是在最近几年在全球范围已经引起了学术界和商业界的广泛关注。发展超级电容器最有效的方式就是研发出具有优越性能的电极材料。层状二硫化钼纳米片具有独特的二维层状结构、大的比表面积和好的导电性能,近来在能源领域引起了科学家们的关注。然而单纯的二硫化铝的导电性能相对于碳基材料如石墨烯等还比较低,难以获得较大的电容量。为此,我们将二硫化钼纳米片与碳基材料如石墨烯、碳气凝胶、碳纳米管以及导电聚合物聚苯胺进行复合,制备了儿种高性能的超级电容器电极材料。主要实验内容如下:(1)利用水热法制备了二硫化钼/石墨烯复合物,对MoS2/Gr复合材料形貌进行表征和电化学性能测试,MoS2沉积在Gr上防止阻止了Gr纳米片的堆积并形成宽松的结构有利于质子和电子在活性物质和电解液之间的快速传递,提高其利用率;同时Gr纳米片较大的空间能够负载MoS2有利于MoS2活性分子释放,从而提高了复合材料的电容性。在电流密度为1A/g时,MoS2/Gr (?)匕电容达到了243F/g并且在循环充放电1000圈后其比电容只损失了7.7%,表明二硫化钼/石墨烯复合材料具有良好的超级电容性能。(2)利用水热法制备了二硫化钼/碳气凝胶复合物,对MoS2/Carbon Aerogel复合材料形貌进行了表征和电化学性能进行了测试,Carbon Aerogel嵌入到MoS2纳米片中有效阻止了MoS2纳米片的团聚从而有效的增大了复合材料的比表面积,同时Carbon Aerogel负载在MoS2纳米片上形成孔穴来储存电子从而进一步提高电子在有限电极材料中的快速传递能力,进而使复合材料的电化学活性得到有效的提高,在电流密度为1A/g时,MoS2/Carbon Aerogel的比电容达到260F/g并且在循环充放电500圈后其比电容只损失了4%,这些表明二硫化钼/碳气凝胶复合材料具有良好的超级电容性能。(3)利用水热法制备了二硫化钼/多壁碳纳米管复合物,对MoS2/MWCNTs复合材料形貌进行了表征和电化学性能进行测试,可以看到MWCNTs交错地纠缠在MoS2纳米片上组成3D结构的MoS2/MWCNTs复合物,这种3D结构有利于增加复合材料的比表面积,同时结构中MoS2纳米片的堆叠将会形成相互交错的网架更加方便电子和质子的传递,从而提高了MoS2/MWCNTs的电容性能。在电流密度为1A/g时,MoS2/MWCNTs比电容高达452.7F/g并且在循环充放电1000圈后其比电容只损失了4.2%,表明二硫化钼/多壁碳纳米管复合材料具有良好的超级电容性能。(4)利用水热法制备了分散性好的二硫化钼纳米片,并对其形貌进行了表征。采用简单的一步原位聚合法制备了二硫化钼/聚苯胺复合物。对PANI/MoS2复合材料形貌表进行了表征和电化学性能测试,PANI嵌入和堆积在到MoS2纳米片上,阻止了MoS2纳米片的堆积,从而有效增大了复合材料的比表面积,同时PANI负载在MoS2纳米片上形成孔穴来储存离子,从而提高了电子和质子在电极材料中的快速传递能力,使复合材料的电化学性能显著提高。PANI/MoS2复合材料在电流密度为1A/g时比电容达到了575F/g,同时由于PANI分子插入到MoS2纳米片中可以避免PANI在氧化还原过程中因分子骨架的变形而造成电极材料的损坏,提高了复合材料的循环稳定性,在恒电流充放电500圈后其比电容只损失了2%,这说明复合材料具有良好的电容性能。
其他文献
目的:探讨二氯化钴(CoCl2)诱发化学缺氧对培养的人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells)损伤和血管内皮生长因子受体-1(soluble vascular endothelial gr
本论文涉及1,3,5-三氮杂戊二烯主族、过渡金属化合物的合成与研究。以PhN(Li)SiMe3(L1)和(Dipp)N(Li)SiMe3 (L2, Dipp=2,6-iPr2-C6H3)为原料,分别与二甲氨基腈反应,合成了相
钢—混结合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,能充分发挥材料性能,钢—混结合梁结构应用实践表明,它兼有钢结构和混凝土结构的优点,具有显著的
苯并咪唑衍生物是一种重要的五元含氮杂环化合物,其在自然界中存量可观且分布广泛,而且其用途也较为多样。苯并咪唑类化合物呈现出广泛的生物活性,如抗癌、磷酸二酯酶抑制活
口语相对于书面语,是一种运用有声语言通过口耳交际完成的语言存在形式。在播音主持的节目现场当中,主持人良好的即兴口语表达对于推动节目气氛,加强表达效果,增强节目的视听
碳碳键的构筑是有机合成的研究热点,被广泛应用于天然产物和药物合成中。利用格氏试剂参与的反应来构筑碳碳键是有机合成中常用的一种方法,具有操作简单、反应速度快、立体选
本论文考察了g-C3N4及复合材料的制备和表征,并研究了在可见光或紫外光下降解甲基橙(MO)的性能。石墨型碳氮化合物(g-C3N4)具有可以吸收太阳能、化学性质和光学性质稳定、有
本研究以顾客关系来探讨事务所的审计品质,从顾客的观点检视,可帮助事务所增加竞争优势,留住顾客,减少客源流失。本研究之研究目的如下: 一、由文献探讨、专家访谈、顾客访问,搜
在分析中国玉文化资源基础上,得出以玉文化资源为基础开发的玉文化旅游资源具有很高的历史、艺术、科学考察和经济社会价值的结论,指出开发玉文化旅游资源是开发玉文化特色旅
应试教育的偏颇性所造成的不良后果是把教育培养的对象变成单纯的学习和应付考试的工具。要改变应试教育培养中出现的"高分低能"倾向,根本措施就是要改变当前这种死板僵化的"