硫化鉬與氧化銅納米材料的合成及電化學性質.pdf

1、本論文主要針對3d過渡金屬氧化物、硫化物負極材料存在的首次庫倫效率低，循環(huán)性能差，不可逆容量損失較大的缺點，以硫化鉬、氧化銅為研究對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合等改性方法改善電池的循環(huán)穩(wěn)定性及庫倫效率。納米材料較塊體材料有著獨特的性質，在電化學傳感器領域有著廣泛的應用前景，本論文制備了不同形貌的氧化銅及氧化銅負載石墨烯納米材料，研究了納米材料修飾電極對過氧化氫的電催化性能。主要研究內容與結果包括以下幾個部分:<

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用:
　　(1)花狀MoS2的合成及其在鋰離子電池上的應用
　　以鉬酸鈉為鉬源，硫代乙酰胺為硫源，通過水熱法制備了由納米片組成的三維花狀結構的二硫化鉬。并利用XRD、SEM、TEM對產物的物相及微觀結構和形貌進行了分析，同時用該材料制備了扣式鋰離子電池并進行了電化學性能測試，結果顯示其最高放電比容量為1342.8 mAh g-1，遠遠超過了塊狀結構的二硫化鉬（167

3、mAh g-1）。二硫化鉬獨特的層狀結構使其成為鋰離子電池負極材料較好的選擇。
　　(2)片狀MoS2/graphene復合材料的合成及在鋰離子電池上的應用以富含含氧官能團的氧化石墨烯（GO）作為graphene的前驅體，以鉬酸鈉為鉬源，硫脲為硫源通過水熱法合成了納米片狀的MoS2/graphene復合材料。研究發(fā)現(xiàn)，用該復合材料做鋰離子電池負極材料的時候，graphene的存在一方面提高了MoS2的電子傳導性能，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。電化學測試的結果也表明復合材料表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應，使得復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械加和。比如MoS2/graphene復合材料電極在電流密度為67mAg-1時，循環(huán)50次后可逆容量仍在583.5 mA hg-1，對應于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上的應用:
　　(1)微

5、波法合成球包球狀氧化銅微球及在過氧化氫傳感器上的應用
　　以Cu(NO3)2·2H2O、NH3·H2O、0.1M的NaOH溶液和無水乙醇為原料，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，這種方法反應迅速(10min)，成本低，無模板劑和無毒無污染。并采用XRD、SEM、TEM、SAED技術對其微觀形貌和結構進行了分析。分析結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、結構的形成機制，并且研究了該材料在過氧化氫傳感器方面的應用。
　　(2)不同形貌的氧化銅納米材料負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，通過對氧化銅材料進行表面修飾處理，采用一步微波法在較低功率和較短時間內合成了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合材料。通過XRD、SEM和TEM對它們的形貌和