金屬鉬基化合物電極材料的制備及其電化學性能研究.pdf

1、金屬鉬基化合物因獨特的電子導電性、多個可用的氧化態以及由較弱的范德華力耦合特殊的幾何結構等特點?；谝陨蟽烖c，使得金屬鉬基化合物成為超級電容器的的理想電極材料。本文針對金屬鉬基化合物，利用不同制備方法，成功合成出花狀MoO2/MoS2復合電極材料。在此基礎上，利用第三主族元素電負性的不同，進而制備并研究MoSe2電極材料。此外，在正四價鉬化合物的研究基礎上，進一步探索正六價鉬化合物的電化學性能，成功制備出取向不同的MoO3電極材料。利用

2、XRD、SEM、TEM、BET和Mapping等測試技術對所制備的材料的微觀結構和形貌進行了分析，同時用循環伏安（CV）、恒電流充放電（PT）和電化學阻抗（EIS）等技術測試其電化學性能，并針對其電化學性能與結構的關系展開研究。
　　本研究主要內容包括：⑴以鉬酸銨、九水硫化鈉、硼氫化鈉為原料，通過控制九水硫化鈉的質量，采用簡單水熱法制備 MoO2/MoS2電極材料。通過對產物進行結構表征，當九水硫化鈉質量為0.75 g時所得到的M

3、oO2/MoS2樣品具有特殊的花狀微球結構，這種特殊納米微球結構有利于電解液離子的擴散。由于具有較好的導電性，特殊的花狀結構以及 MoO2和MoS2之間儲能機制的協同效應，所制備的MoO2/MoS2電極材料具有良好的電化學性能，在5 mV s-1掃描速率下，MoO2/MoS2的比容量可以達到433.3 F g-1；在經過5000次循環后，比容量保持率為84.41%，相比純的MoO2（循環2000圈保持33.33%）和MoS2（循環200

4、0圈保持58.33%）具有優異的循環穩定性。⑵以鉬酸銨、硒粉、硼氫化鈉為原料，采用簡單水熱法和后續的熱處理工藝，成功合成了MoSe2樣品，研究MoSe2樣品的電化學性能。此外，還探究了Mo元素與處于同主族的O、S、Se化合而成的MoO2、MoS2及MoSe2三中電極材料之間的電化學性能差異，進一步研究同主族不同電負性的非金屬元素對于鉬基化合物電極材料電化學性能的影響。結果顯示所制備的MoSe2具有獨特的雞冠花狀結構和較高的電導性。電化學

5、結果顯示其倍率性能較MoO2和MoS2電極材料優異，在5 A g-1電流密度下，倍率性能可達75.6%。此外，為了探究MoSe2的器件特性，用所制備的MoSe2作為負極，自制活性炭（SHAC）作為負極，組裝了MoSe2//SHAC非對稱電容器。MoSe2//SHAC電容器在0～1.9 V的工作窗口下，電流密度為1 A g-1時，比容量可達62.08 A g-1。同時，能量密度可達31.1 Wh kg-1，在1 A g-1電流密度下進行循

6、環穩定性測試，循環6000圈容量依舊可以保持初始容量的94%,僅僅衰減了6%。⑶以鉬酸鈉為原料，去離子水為溶劑，利用硝酸調控pH并采用簡單化學沉淀法制備不同取向的MoO3,電化學測試發現當硝酸濃度為5.2 mol L-1時，MoO3在（040）晶面擇優生長。同時，在該條件下的MoO3電極材料具有優異的電化學性能，電流密度為1Ag-1時容量可達531.85Fg-1，循環3500圈后保持初始容量的96%。在此基礎上，用MoO3做為負極，用分