硫鈷鎳納米管陣列的合成及其電化學性質.pdf

1、隨著工業經濟的發展和人民生活質量的提高，能源消耗日益增長，儲存可再生的太陽能、風能等綠色能源成為解決能源危機和環境污染的重要途徑。超級電容器是一種新型的儲能器件，具有高的功率密度、高的能量密度、長的使用壽命和環境友好等優點，成為了最有前景的儲能器件之一。電極材料是超級電容器的核心組成，其電化學性質的優化是提高超級電容器儲能性能的主要途徑。對于處于發展階段的超級電容器電極材料，目前的科學研究主要集中在尋找高理論電容值、高導電性的電極材料，

2、或者合理構建高比表面積的片、帶、管等結構或復合結構來提高電極材料的利用率。硫鈷鎳具有高的理論電容值、高的導電性、良好的循環性能、環境友好等優點，因此成為了目前超級電容器電極材料研究的熱點之一，而且管狀的硫鈷鎳表現出最好的電化學性能。本文根據柯肯達爾效應合成不同鎳鈷比的硫鈷鎳Ni3-xCoxS4，研究鎳鈷比對 Ni3-xCoxS4電化學性質的影響；為了進一步提高硫鈷鎳電極材料的面電容，又采用了化學復合手段，合成了核殼異質結構的NiCo2S

3、4@NiCoxSy。
　　本研究主要內容包括：⑴通過二步水熱的方法，在碳布上成功合成了四種鎳鈷比的鎳-鈷硫化物Ni3-xCoxS4，即Ni1.5Co1.5S4（Co-1.5）、NiCo2S4（Co-2）、Ni0.75Co2.25S4（Co-2.25）、Ni0.5Co2.5S4（Co-2.5）。⑵隨著Ni3-xCoxS4中鈷元素的增多，Ni3-xCoxS4納米管長度不斷增加，四種鎳鈷比的Ni3-xCoxS4壁厚幾乎不變，都為30 n

4、m左右的納米管；Ni3-xCoxS4的晶體結構也不因鎳鈷比的不同而變化。以碳布為基底的Ni3-xCoxS4納米管陣列電極，Co-2.25的電化學性能最佳，在電流密度為1A/g時，比電容達到1856F/g；并且具有很好的倍率性能，電流密度增加50倍，還能保持1633F/g的高電容；電極優良電化學性能，源于電極材料合理的形貌和成分的共同作用。⑶通過電化學沉積的方法，在NiCo2S4納米管陣列的基礎上合成了核殼異質結構的NiCo2S4@NiC