本文關(guān)鍵詞： 金屬硫化物 協(xié)同作用 超級(jí)電容器 高倍率性能　出處：《鄭州大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,開(kāi)發(fā)具有較高性能的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備已成為當(dāng)前人們關(guān)注的熱點(diǎn)。超級(jí)電容器,因其具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、快速充放電等顯而易見(jiàn)的多種優(yōu)異特性,能夠作為一類新型的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置,并且得到了眾多研究學(xué)者們的廣泛關(guān)注。超級(jí)電容器電極材料的電化學(xué)性能由材料的微觀結(jié)構(gòu)、比表面積及形貌決定,合成具有特殊結(jié)構(gòu)及理想組分的電極材料有利于提高超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。本文以功能配位化合物為前驅(qū)體,設(shè)計(jì)合成出一系列的具有卓越形貌的微納米材料,并將其用于電化學(xué)體系,最終實(shí)現(xiàn)了電極材料電化學(xué)性能的調(diào)控與提升,取得的研究成果如下:一、以四水合乙酸鈷與1,3,5-苯甲酸為反應(yīng)物,采用簡(jiǎn)單的水熱反應(yīng),制備出大量的鈷的功能型配位化合物單晶體,以此為前驅(qū)體,與過(guò)渡金屬鎳離子進(jìn)行離子交換,通過(guò)調(diào)整離子交換的時(shí)間,設(shè)計(jì)合成出一系列具有可調(diào)控組分的多金屬中心同構(gòu)配位化合物,從而實(shí)現(xiàn)了單晶到單晶的轉(zhuǎn)移,并進(jìn)一步將這些離子交換后所得的異質(zhì)金屬配位化合物為前驅(qū)體,合成出一系列新型的且具有分等級(jí)結(jié)構(gòu)NixCo3-xS4(x=0.15-0.42)微米花,并將其作為超級(jí)電容器的電極材料,最終實(shí)現(xiàn)了中心金屬比例的改變來(lái)改變生成物的電化學(xué)性能的目的。這項(xiàng)研究為以后制備超級(jí)電容器電極材料提供了一個(gè)新的合成路徑。二、以鈷的功能型配位化合物為前驅(qū)體,采用簡(jiǎn)單的溶劑熱反應(yīng),合成出大量的三維分等級(jí)結(jié)構(gòu)的Co S1.097微米花。詳細(xì)的考察了反應(yīng)溶劑的p H對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。將獲得的Co S1.097微米花作為超級(jí)電容器的電極材料,并對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的探究,研究結(jié)果表明單金屬中心的Co S1.097微米花具有較低的比容量和倍率性能。為了提高電極材料的電化學(xué)性能,我們采用雙金屬協(xié)同作用的策略,將過(guò)渡金屬鎳離子這一有益的陽(yáng)離子與Co S1.097微米花進(jìn)行離子交換,通過(guò)反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)物濃度的改變合成出一系列具有卓越形貌的NixCo1-xS1.097(x=0.1-0.48)微米花,不但實(shí)現(xiàn)了材料組分的調(diào)控而且保持了母體材料的結(jié)構(gòu)。將已制備的NixCo1-xS1.097(x=0.1-0.48)微納米材料用于超級(jí)電容器體系,研究結(jié)果表明制備的NixCo1-xS1.097(x=0.1-0.48)電極材料,在雙金屬離子的協(xié)同作用下,多元金屬硫化物的比容量和倍率性能得到了明顯的提高。這項(xiàng)研究為制備具有卓越形貌和理想組分的高性能超級(jí)電容器電極材料提供了很有價(jià)值的參考。三、與單金屬硫化物相比,多元金屬硫化物作為超級(jí)電容器的電極材料時(shí),具有較高的比容量和倍率性能,但是,其電化學(xué)性能仍不能滿足眾多研究者的需求。然而,石墨烯具有比表面積大、導(dǎo)電性強(qiáng)和機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的用于材料的復(fù)合,進(jìn)而提高電極材料的電子傳輸性能�；谝陨�,我們采用簡(jiǎn)單的水熱反應(yīng)成功的將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的還原石墨烯(r GO)引入到Co S1.097、Ni0.22Co0.78S1.097、Ni0.46Co0.54S1.097和Ni0.48Co0.52S1.097微納米材料中制得相應(yīng)的復(fù)合材料,并將其用于超級(jí)電容器的電極材料,通過(guò)循環(huán)伏安和恒流充放電測(cè)試,發(fā)現(xiàn)NixCo1-xS1.097-r GO(x=0,0.22,0.46,0.48)復(fù)合材料的電化學(xué)性能明顯高于相應(yīng)硫化物的電化學(xué)性能。
[Abstract]:In order to improve the electrochemical properties of the electrode materials , a series of nano materials with special structure and ideal components have been synthesized .

【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM53

【參考文獻(xiàn)】

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1 丁奇;具有特殊微納米結(jié)構(gòu)的硫化鎳、硒化鎳的控制合成及電化學(xué)性能研究[D];鄭州大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：1531542