| 题名 | Mo_2C、MoS_2/PEI-GO纳米材料作为超级电容器负极材料的电化学性能研究 |
| 作者 | 徐艳 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 孔令斌 ; 刘卯成 |
| 关键词 | 超级电容器 碳化钼 二硫化钼 氧化石墨烯 离子液体 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 开发先进的储能设备是解决能源危机的重要举措之一,作为一种清洁的新型能源储存,超级电容器引起了人们的广泛研究,而发掘性能优异的电极材料更是重中之重。纳米材料由于大的比表面积、良好的运输特性以及特殊的物理化学性质,在能源储存和转化的领域得到广泛应用。本文主要是以纳米钼基化合物为研究对象,分别制备了碳化钼（Mo2C）和二硫化钼/氧化石墨烯（MoS2/PEI-GO）复合物电极材料,利用XRD,SEM,TEM和XPS等技术对所制备材料的微观结构和形貌进行了分析,同时用循环伏安（CV）、恒电流充放电（GCD）和电化学阻抗（EIS）等技术测试其电化学性能,并针对其电化学性能与结构的关系展开研究。主要研究内容和结果如下:一、Mo2C具有优异的导电性,是一种典型的赝电容电极材料。本文先通过液相法制得胺金属氧化物,然后在氩气保护下进行热处理,最终制得颗粒状的Mo2C电极材料,电解液选择的是质子型离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐,它能够提供氢离子（H+）,与Mo2C进行电化学反应,同时离子液体具有比水系电解液更宽的电位窗口,可以进一步提高能量密度。对于Mo2C单电极,当电流密度为0.5 A g-1时,比容量为88 F g-1,为了进一步探究能量密度,组装了非对称型超级电容器Mo2C//AC,其电位窗口可达2.5V,并且经过1200次的循环后,仍然保持了初始容量的95.6%,表现出了良好的循环性能,能量密度最高可达44.1 W kg-1。上述性能主要是由于Mo2C的高电导率以及丰富的电化学活性位点,此外,质子型离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐提供了更宽的电位窗口,确保大的能量输出。二、通过简单的水热法制备出二硫化钼（MoS2）纳米片,之后加入正丁基锂,通过锂插层法进行剥离,最终得到稳定的二硫化钼水分散悬浮液,剥离后的二硫化钼荷负电。然后通过静电自组装,将带负电的二硫化钼悬浮液和带正电的聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯（PEI-GO）进行复合,通过静电吸附作用制得MoS2/PEI-GO复合物,其中二硫化钼与石墨烯的质量比是8:1。作为对比,用同样的方法制备了二硫化钼过量的复合物（HCMoS2/PEI-GO）和石墨烯过量的复合物（MoS2/HCPEI-GO）,研究发现这两种物质的比容量和MoS2/PEI-GO的比容量差不多,由此可知,在静电组装过程中,当正负电荷的吸附达到饱和后,复合物不再发生变化。同时,为了表明静电吸附作用在制备过程中的重要作用,通过简单的物理混合法制备了MoS2/GO复合物,通过电化学测试可得,其比容量远远小于MoS2/PEI-GO复合物的比容量,所以静电吸附作用使得二硫化钼层更紧密的吸附在石墨烯表面,从而电化学性能更优。对于MoS2/PEI-GO复合物,石墨烯的加入不仅提高了复合材料的电子电导率,促进电荷的传递,也阻碍了MoS2薄片的重堆积,有利于电解质的快速扩散。MoS2/PEI-GO复合物最高的比容量为153.9 F g-1,在循环5000次以后仍然保持了初始容量的83.5%。以MoS2/PEI-GO为正极,以活性炭为负极,组装成非对称型超级电容器,可达到的最大比容量为42.9 F g-1,并且在循环5000次以后仍然保持了初始容量的95%。此外,电容器MoS2/PEI-GO//AC的能量密度为19.3Wh kg-1,功率密度为4500 W kg-1,表明该复合物是一种有发展前景的电极材料。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 54 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94524]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐艳. Mo_2C、MoS_2/PEI-GO纳米材料作为超级电容器负极材料的电化学性能研究[D]. 2018. |
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