硫化鉬與氧化銅納米材料的合成及電化學(xué)性質(zhì).pdf

1、本論文主要針對(duì)3d過(guò)渡金屬氧化物、硫化物負(fù)極材料存在的首次庫(kù)倫效率低，循環(huán)性能差，不可逆容量損失較大的缺點(diǎn)，以硫化鉬、氧化銅為研究對(duì)象提出改變材料的形貌，使材料納米化及將材料與石墨烯復(fù)合等改性方法改善電池的循環(huán)穩(wěn)定性及庫(kù)倫效率。納米材料較塊體材料有著獨(dú)特的性質(zhì)，在電化學(xué)傳感器領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，本論文制備了不同形貌的氧化銅及氧化銅負(fù)載石墨烯納米材料，研究了納米材料修飾電極對(duì)過(guò)氧化氫的電催化性能。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果包括以下幾個(gè)部分:<

2、br>　　1.二硫化鉬納米材料的制備及其在鋰離子電池上的應(yīng)用:
　　(1)花狀MoS2的合成及其在鋰離子電池上的應(yīng)用
　　以鉬酸鈉為鉬源，硫代乙酰胺為硫源，通過(guò)水熱法制備了由納米片組成的三維花狀結(jié)構(gòu)的二硫化鉬。并利用XRD、SEM、TEM對(duì)產(chǎn)物的物相及微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析，同時(shí)用該材料制備了扣式鋰離子電池并進(jìn)行了電化學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果顯示其最高放電比容量為1342.8 mAh g-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了塊狀結(jié)構(gòu)的二硫化鉬（167

3、mAh g-1）。二硫化鉬獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)使其成為鋰離子電池負(fù)極材料較好的選擇。
　　(2)片狀MoS2/graphene復(fù)合材料的合成及在鋰離子電池上的應(yīng)用以富含含氧官能團(tuán)的氧化石墨烯（GO）作為graphene的前驅(qū)體，以鉬酸鈉為鉬源，硫脲為硫源通過(guò)水熱法合成了納米片狀的MoS2/graphene復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，用該復(fù)合材料做鋰離子電池負(fù)極材料的時(shí)候，graphene的存在一方面提高了MoS2的電子傳導(dǎo)性能，另一方面grap

4、hene的緩沖作用提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性能，減小了電容量的損失。電化學(xué)測(cè)試的結(jié)果也表明復(fù)合材料表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應(yīng)，使得復(fù)合材料的容量明顯大于純MoS2電極及純graphene電極及兩者容量的機(jī)械加和。比如MoS2/graphene復(fù)合材料電極在電流密度為67mAg-1時(shí)，循環(huán)50次后可逆容量仍在583.5 mA hg-1，對(duì)應(yīng)于75.5％的首次可逆充放電容量。
　　2.氧化銅納米材料的制備及在電化學(xué)上的應(yīng)用:
　　(1)微

5、波法合成球包球狀氧化銅微球及在過(guò)氧化氫傳感器上的應(yīng)用
　　以Cu(NO3)2·2H2O、NH3·H2O、0.1M的NaOH溶液和無(wú)水乙醇為原料，采用一步微波法制備了球包球型的氧化銅納米材料。與其它合成方法相比，這種方法反應(yīng)迅速(10min)，成本低，無(wú)模板劑和無(wú)毒無(wú)污染。并采用XRD、SEM、TEM、SAED技術(shù)對(duì)其微觀形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明這種方法制備的氧化銅有著比較規(guī)則的“球包球”形貌，還分析了這種氧化銅微球體納米

6、結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制，并且研究了該材料在過(guò)氧化氫傳感器方面的應(yīng)用。
　　(2)不同形貌的氧化銅納米材料負(fù)載石墨烯的制備及鋰離子電池性能研究
　　分別以Cu(CH3COO)2·H2O、NH3·H2O和GO(hummers法制各)為原料，通過(guò)對(duì)氧化銅材料進(jìn)行表面修飾處理，采用一步微波法在較低功率和較短時(shí)間內(nèi)合成了80-100nm大小的菱片狀氧化銅與5nm左右的顆粒狀氧化銅與氧化石墨烯的復(fù)合材料。通過(guò)XRD、SEM和TEM對(duì)它們的形貌和