钴-硫基复合材料制备及其超级电容器性能研究

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1、学校代码：10259学号：156061108密级：公开上海应用技术大学硕士学位论文题目：钴-硫基复合材料制备及其超级电容器性能研究英文题目：PreparationofCobaltSulfideBasedCompositeMaterialsandTheirSupercapacitorPerformances专业：化学工程学院：化学与环境工程学院研究方向：电化学能源材料姓名：刘平指导教师：韩生教授二零一八年五月十六日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学

2、位论文保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。允许论文被查阅和借阅。本人授权上海应用技术大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密一一年口不保密..J口（必须在相应处打4，否则按不保密处理）学位论文作者签名：州指导教师签名：纠吃ivI《年5月／6日－µ／《年Y月（b日钴-硫基复合材料制备及其超级电容器性能研究摘要超级电容器是进行新能源存储器件之一，电极材料是决定其电化学性能优劣最主要的因素

3、之一。众多相关学者的潜心研究证明，在一般情况下过渡金属硫化物呈现优于过渡金属氧化物的一系列电化学特性如较高导电率。而将钴系硫化物与其他物质如导电聚合物或碳材料结合，调控结构、孔隙状况可改善电化学性能。本课题的工作研究了钴-硫基复合材料的制备与其电化学性能测试及结果分析，工作内容如下：（1）首先经N2冷凝回流获取纳米片状六边形Co(OH)2；然后冰水浴聚合得不同量PmPD包裹的六边形Co(OH)2；最后加入硫粉煅烧即得到Co9S8/PmPD复合材料。在此结构中，六边形Co9S8被PmPD包裹，金属

4、硫化物和柔性PmPD相互结合，较佳的包裹厚度为电子运输提供适宜通道；柔性PmPD不仅能够增强复合材料的导电性，另外对增强材料稳定性也起一定作用。在电流密度0.5Ag-1下，比电容达到950.1Fg-1；此外在两电极不对称器件中恒电流循环6000圈后的比电容保持率达87.9%；功率密度为374.67Wkg-1时的能量密度达36.0Whkg-1。（2）通过简便的溶剂热法合成CoNi2S4/rGO复合材料。纳米颗粒CoNi2S4均匀生长在石墨烯的褶皱片层上，通过优化离子传输通道改善电化学性能，在电流密

5、度0.5Ag-1时的比电容具有较高值（1621Fg-1），在5Ag-1下循环充放电2500圈几乎没有电容损失；当制备成不对称两电极器件时，AC//CoNi-1-12S4/rGO在0.5Ag下的比电容为126.6Fg。关键词：钴-硫基复合材料；Co9S8/PmPD；CoNi2S4/rGO；超级电容器PreparationofCobaltSulfideBasedCompositeMaterialsandTheirSupercapacitorPerformancesAbstractAsanenergy

6、storagedevice,supercapacitorholdsseveraladvantagesandtheelectrochemicalperformancesmainlydependsonthepropertiesoftheelectrodematerial.Ithasprovedthattransitionmetalsulfidesowehigherconductivitythanthatoftransitionmetaloxides,providingmoreelectrochemi

7、calactivesitesandsmoothcharge-iontransportchannel.Ifcobaltsulfideiscombinedwithothersubstances,suchasconductivepolymersorcarbonmaterials,theelectrochemicalperformancescanbewellimprovedbyregulatingthestructureandporecondition.Inthissubject,thepreparat

8、ionandelectrochemicalperformanceofcobaltsulfidebasedcompositeelectrodematerialsweremainlystudied.Themaincontentsareasfollows:(1)First,thehexagonalCo(OH)2nanosheetswerepreparedbyrefluxing.ThenthehexagonalCo(OH)2wrappedbydifferentamountsofPmPDwasobtain