【摘 要】
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本文通过水热法在碳纳米管基体上制备了不同金属硫化物纳米复合材料,利用一系列表征手段对其材料进行表征,探索它们的组成、形貌以及其所能体现的不同的电化学行为,主要可归结于以下三个部分:1、引入碳纳米管为基体材料,通过控制溶液中镍钴等反应物的浓度配比来改变复合在碳纳米管上NiCo2S4的质量,采用两步水热法制备出CNTs/NiCo2S4纳米复合材料,进一步检测得出最优电化学性能下CNTs/NiCo2S4
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本文通过水热法在碳纳米管基体上制备了不同金属硫化物纳米复合材料,利用一系列表征手段对其材料进行表征,探索它们的组成、形貌以及其所能体现的不同的电化学行为,主要可归结于以下三个部分:1、引入碳纳米管为基体材料,通过控制溶液中镍钴等反应物的浓度配比来改变复合在碳纳米管上NiCo2S4的质量,采用两步水热法制备出CNTs/NiCo2S4纳米复合材料,进一步检测得出最优电化学性能下CNTs/NiCo2S4纳米复合材料中碳纳米管和NiCo2S4的质量比。结果表明:当电流密度为1 A g-1时,CNTs/NiCo2S4的比容为1428 F g-1,NiCo2S4的比电容为733.5 F g-1;在10 A g-1的电流密度下,经过4000圈GCD循环,CNTs/NiCo2S4还能保留80.6%的初始电容,而NiCo2S4仅能保留60.2%的初始电容,可见CNTs/NiCo2S4良好的电荷存储能力和稳定性能。2、采用简单的水热法将碳纳米管和MoS2进行复合,制备出具有独特形貌的玫瑰花状CNTs/MoS2纳米复合材料。结果表明:制备的CNTs/MoS2不仅仅形貌独特且具有优异的电化学性能,当电流密度为1 A g-1时,CNTs/MoS2的比电容为642 F g-1;当电流密度为10 A g-1时,经过5000次GCD循环后,其仍保留有85.8%的初始比电容,具有良好的循环稳定性。此外,制备的对称型二电极体系中,当电流从1 A g-1增加到20 A g-1时,功率密度为由275.03 W kg-1增加到5500.8W kg-1,能量密度也由22.92 Wh kg-1增大到42.27 Wh kg-1,体现出相当优异的电化学性能。3、进一步采用ZnS对CNTs/MoS2进行改性,制备CNTs/MoS2@ZnS纳米复合材料,优化其电化学性能。结果表明:当电流从1 A g-1增加到20 A g-1时,CNTs/MoS2的倍率性能为37.4%、最高功率密度为5500.8 W kg-1、最高能量密度为42.27 Wh kg-1;而CNTs/MoS2@ZnS的倍率性能为106%、最高功率密度为9800.61 W kg-1、最高能量密度为71.98 Wh kg-1。由此可见,CNTs/MoS2@ZnS具有更为优良的电化学性能,是一种极具潜力的超级电容器电极材料。
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