硫鈷鎳納米管陣列的合成及其電化學(xué)性質(zhì).pdf

1、隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，能源消耗日益增長(zhǎng)，儲(chǔ)存可再生的太陽能、風(fēng)能等綠色能源成為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的重要途徑。超級(jí)電容器是一種新型的儲(chǔ)能器件，具有高的功率密度、高的能量密度、長(zhǎng)的使用壽命和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，成為了最有前景的儲(chǔ)能器件之一。電極材料是超級(jí)電容器的核心組成，其電化學(xué)性質(zhì)的優(yōu)化是提高超級(jí)電容器儲(chǔ)能性能的主要途徑。對(duì)于處于發(fā)展階段的超級(jí)電容器電極材料，目前的科學(xué)研究主要集中在尋找高理論電容值、高導(dǎo)電性的電極材料，

2、或者合理構(gòu)建高比表面積的片、帶、管等結(jié)構(gòu)或復(fù)合結(jié)構(gòu)來提高電極材料的利用率。硫鈷鎳具有高的理論電容值、高的導(dǎo)電性、良好的循環(huán)性能、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，因此成為了目前超級(jí)電容器電極材料研究的熱點(diǎn)之一，而且管狀的硫鈷鎳表現(xiàn)出最好的電化學(xué)性能。本文根據(jù)柯肯達(dá)爾效應(yīng)合成不同鎳鈷比的硫鈷鎳Ni3-xCoxS4，研究鎳鈷比對(duì) Ni3-xCoxS4電化學(xué)性質(zhì)的影響；為了進(jìn)一步提高硫鈷鎳電極材料的面電容，又采用了化學(xué)復(fù)合手段，合成了核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的NiCo2S

3、4@NiCoxSy。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過二步水熱的方法，在碳布上成功合成了四種鎳鈷比的鎳-鈷硫化物Ni3-xCoxS4，即Ni1.5Co1.5S4（Co-1.5）、NiCo2S4（Co-2）、Ni0.75Co2.25S4（Co-2.25）、Ni0.5Co2.5S4（Co-2.5）。⑵隨著Ni3-xCoxS4中鈷元素的增多，Ni3-xCoxS4納米管長(zhǎng)度不斷增加，四種鎳鈷比的Ni3-xCoxS4壁厚幾乎不變，都為30 n

4、m左右的納米管；Ni3-xCoxS4的晶體結(jié)構(gòu)也不因鎳鈷比的不同而變化。以碳布為基底的Ni3-xCoxS4納米管陣列電極，Co-2.25的電化學(xué)性能最佳，在電流密度為1A/g時(shí)，比電容達(dá)到1856F/g；并且具有很好的倍率性能，電流密度增加50倍，還能保持1633F/g的高電容；電極優(yōu)良電化學(xué)性能，源于電極材料合理的形貌和成分的共同作用。⑶通過電化學(xué)沉積的方法，在NiCo2S4納米管陣列的基礎(chǔ)上合成了核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的NiCo2S4@NiC