球狀二硫化鉬基復合材料的制備及其在超級電容器上的應用.pdf

1、能源問題和環(huán)境污染一直是困擾現(xiàn)代人類生存和發(fā)展的首要問題。解決這兩個重大問題的方法主要有兩條途徑，即尋找更清潔更有效的新能源和開發(fā)新的能源利用方式。超級電容器作為一種新的良好的儲能裝置具有很多優(yōu)良特性：功率密度大、能量密度高、充放電速率快、循環(huán)時間長、綠色無污染等。它可以有效的捕捉在工業(yè)生產(chǎn)和汽車運行過程中溢出的能量，并且在合適的時間釋放出來，有效的提高了能源利用率和避免了環(huán)境污染。因此，近來對超級電容器的研究成為了科學界的熱點。發(fā)展高

2、質(zhì)量的超級電容器關(guān)鍵在于尋找具有優(yōu)異性能的電極材料。二硫化鉬材料具有特殊的二維層狀結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的導電性和較高的理論比電容，然而二硫化鉬多是簡單的層狀結(jié)構(gòu)，三維結(jié)構(gòu)的二硫化鉬較少被研究。本文通過簡單的模板法制備出了具有孔結(jié)構(gòu)的三維二硫化鉬微球，并使之與PANI、Ppy和石墨烯進行了復合，得到了幾種具有良好性能的復合材料。主要實驗結(jié)果如下：
　?。?）以納米二氧化硅為模板，通過溶劑熱法合成球狀含孔的二硫化鉬微球，對球狀含孔的二硫化鉬

3、微球形貌和結(jié)構(gòu)進行表征并對其電化學性能進行測試。二硫化鉬微球的孔狀結(jié)構(gòu)及其表面的規(guī)則的褶皺形貌可以為離子導電提供很好的場所。經(jīng)測試在電流密度為1A/g時，球狀含孔的二硫化鉬微球的比電容是103.9F/g。導電性良好，在循環(huán)500次之后電容剩余75.9％，表明球狀含孔的二硫化鉬微球是一種很好的雙電層電容器電極材料。
　?。?）以球狀含孔的二硫化鉬微球為骨架，利用原位法合成了MoS2/PANI復合材料，對復合材料的形貌和結(jié)構(gòu)進行表征以

4、及電化學性能測試分析。二硫化鉬微球的特殊的孔狀結(jié)構(gòu)及其表面的規(guī)則的褶皺形貌能為PANI的原位生長提供很好的活性點。PANI包裹二硫化鉬微球可以形成較多的孔隙，這為電極材料在電解質(zhì)中的電容反應提供了良好的場所，可以明顯的增加材料的導電性能。在電流密度為1A/g時，MoS2/PANI復合材料的比電容是431F/g。循環(huán)500次之后，比電容剩余82%。這表明MoS2/PANI復合材料具有優(yōu)良的超級電容器性能。
　?。?）以球狀含孔的二硫

5、化鉬微球為骨架，利用原位合成的方法和成了MoS2/Ppy復合材料，對復合材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征以及電化學性能測試。球狀含孔的二硫化鉬微球特殊的結(jié)構(gòu)為Ppy的生長提供有利的場所，制備成的新材料在循環(huán)過程中可以有效的避免Ppy的膨脹和降解，孔隙和空穴結(jié)構(gòu)可以儲存一部分離子，使得電解質(zhì)離子在反應的過程中擴散速率加快，有效的提高了其導電性能。在電流密度為在電流密度為1A/g時，MoS2/Ppy復合材料的比電容是425F/g，循環(huán)500次之后，電容

6、剩余92%，這說明MoS2/Ppy復合材料是一種很好的贗電容電容器電極材料。
　?。?）以球狀含孔的二硫化鉬微球原料，利用水熱法合成了MoS2/rGO復合材料，對復合材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征以及電化學性能測試。球狀含孔的二硫化鉬微球的加入可以很好的防止石墨烯的團聚，形成一種寬松的有利于離子和電子在活性物質(zhì)中移動和反應的結(jié)構(gòu)，提高了石墨烯的利用率。具有良好導電性和電容性能的二硫化鉬與石墨烯的協(xié)同作用很好的改善了復合材料的電化學性能。在電