导读:本文包含了金属硫化物材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:药物载体,中空介孔硅,硫化银量子点,近红外二窗荧光
金属硫化物材料论文文献综述
钱稳[1]（2019）在《金属硫化物—介孔二氧化硅纳米复合材料的制备及应用》一文中研究指出金属硫化物纳米材料因其优越的催化和电学性能,在催化剂、发光器件、光伏器件等方面得到了广泛应用。此外由于其独特的光学性能,比如量子产率高、消光系数大、光稳定和窄光谱发射等等,这使它们在生物医学领域的生物成像、生物传感和治疗等方面应用潜力巨大,可以为抗肿瘤提供一套全新的诊断和治疗平台。然而大多数的金属硫化物纳米材料生物相容性比较差且性质不易控制,因而制备具有良好生物相容性和功能性优越的金属硫化物纳米材料备受科研者们的关注。药物载体的出现很好的解决了化学治疗剂的非特异性毒性问题。可以从外部触发药物载体使其在肿瘤内释放化学治疗剂,从而达到原位治疗肿瘤的效果。介孔二氧化硅纳米粒子是常用的药物载体,但是其差的分散性和小的载药量限制了其在生物医学的应用前景。金属硫化物-介孔硅复合纳米材料不仅增强了生物相容性,而且还能增加多功能性,从而达到多功能协同治疗的目的,增强了对肿瘤的治疗效果。本论文将针对以上这些问题,首先合理的设计了合成分散性好、载药量高且小粒径的中空介孔二氧化硅纳米粒子,通过实验及表征证明其是良好的药物载体;然后我们也合成了多功能性的药物载体Ag_2S@mSiO_2-PEG纳米粒子,这不仅提高了硫化银(Ag_2S)量子点的生物相容性,也证明了Ag_2S@mSiO_2-PEG纳米粒子在水溶液中有强的近红外二窗荧光。具体内容如下:(1)我们提出通过原位形成以硫化铜(CuS)为模板制备中空介孔二氧化硅纳米粒子的简便合成方法。向十六烷基叁甲基溴化铵(CTAB)溶液中加硫化钠(Na_2S)和氯化铜(CuCl_2)的水溶液,混合搅拌生温形成模板硫化铜纳米粒子,然后直接在模板表面进行硅烷化修饰。为了提高其分散性进行了聚乙二醇(PEG)的接枝,结果大大提高了其在水溶液的分散性和稳定性,这对于生物医学的应用是非常重要的。通过热的乙醇/硝酸溶液可以将模板硫化铜溶解除去,而且在除去模板硫化铜的同时,也将结构导向剂CTAB一同除去了。这大大节省了合成的步骤。另外我们的方法可以通过改变正硅酸四乙酯(TEOS)的量来控制介孔硅的厚度。通过实验证明发现:此法制备的中空介孔二氧化硅纳米粒子具有适合于生物医学应用的粒径、良好的分散性、良好的生物相容性、高的载药量和pH酸响应性药物释放行为,是很好的药物载体,因而在生物医学领域的应用前景光明。(2)将改良的Ag_2S量子点进行硅烷化修饰,使其稳定分散在水溶液中且具有强的近红外二窗荧光。通过油酸配体重新修饰Ag_2S量子点的方法,使得Ag_2S量子点化学稳定性增强且形貌更加均匀。808 nm激光激发Ag_2S量子点在1200 nm附近有超强的荧光信号,这是典型的近红外二窗荧光。目前二窗荧光在体内成像效果比较好。然后硅烷化修饰Ag_2S量子点并接枝PEG,使得其具有好的生物相容性和分散性,且808 nm激光激发仍然产生强的二窗荧光。所以Ag_2S@mSiO_2纳米材料在生物医学具有很强的的应用价值。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2019-12-09）
张海南,罗旭东,路金林,彭胜男,韩露[2]（2019）在《过渡金属硫化物镁离子电池正极材料研究进展》一文中研究指出镁离子电池作为高电压、高能量可充式电池的典范,已成为储能领域的科研重点和市场热点,开发可逆循环性好、与电解液良好兼容的正极活性材料是提升镁离子电池综合性能的关键。经研究发现,过渡金属硫化物(TMDCs)更加有利于镁离子在分子层间的嵌入和脱出,展现出较好的储镁能力。在介绍镁离子电池工作原理及关键材料的基础上,对近年来有关具有层状结构的MoS2和TiS2、块状堆积结构的谢弗雷尔(Chevrel)相以及其他过渡金属硫化物在镁离子电池正极材料方面的应用研究进行了梳理和总结,并对存在的问题和今后的研究重点以及发展趋势进行了阐述,希望能对今后有关提升镁离子电池综合性能研究起到一定的借鉴作用。(本文来源于《中国冶金》期刊2019年09期）
樊潮江,燕映霖,陈利萍,陈世煜,蔺佳明[3]（2019）在《过渡金属硫化物改性锂硫电池正极材料》一文中研究指出锂硫电池(LSBs)由于单质硫正极具有超高能量密度(2600 Wh/kg)和超高理论比容量(1675 mAh/g),且环境友好、成本低廉,被认为是最有前景的储能体系之一。然而,硫正极的绝缘性和严重体积膨胀以及多硫化物(LiPSs)的"穿梭效应"等问题导致活性物质利用率低、循环稳定性差及电化学反应动力不足,严重阻碍了LSBs的商业化发展。最新研究表明,过渡金属硫化物作为载体或添加剂能够显着改善LSBs正极材料的电化学性能。本文从等效/共正极作用、导电性增强作用、LiPSs吸附作用和电化学反应催化作用四个方面梳理了过渡金属硫化物在LSBs正极材料中的改性机理,并指出多元过渡金属硫化物复合﹑纳米结晶和量子化作为增加比表面积和活性位点的方法是过渡金属硫化物用于锂硫电池正极材料的重要发展方向,可大幅提升LSBs的电化学性能。(本文来源于《化学进展》期刊2019年08期）
刘佛送,陈春年[4]（2019）在《MOF衍生物-过渡金属硫化物作为高性能的超级电容器电极材料》一文中研究指出利用MOF ZIF-67作为前驱体,通过化学刻蚀、硫化、退火一系列步骤合成出多面体中空结构的过渡金属硫化物-Ni Co2S4。材料通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、低电压透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪进行表征。电化学性能通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测定。Ni Co2S4电极材料表现出较高的比电容(705 Fg-1,1 Ag-1),在10 Ag-1电流密度下的比电容保持率为68.8%,以及在电流密度下循环1 000圈后的比电容保持率为78.5%。结果表明,Ni Co2S4电极材料在储能领域具有广阔的应用前景。(本文来源于《安徽化工》期刊2019年04期）
吴俊凯[5]（2019）在《金属硫化物电极材料的制备与超电性能研究》一文中研究指出面对不断恶化的能源和全球变暖问题,急需开发新型清洁和高性能的储能装置。作为一类新型的能量存储装置,超级电容器(SCs)因为具有长使用寿命、优异的安全性和高电容性能等突出特点,近年来受到了广泛关注。对于超级电容器而言,电极材料的结构与形貌对其电容性能有着十分重大的影响。相对于常见电极材料金属氧化物而言,过渡金属硫化物具有原料丰富、理论比电容大、价格低廉等特点,是一种新型超级电容器的电极材料。其中,镍/钴硫化物作为过渡金属硫化物的一种,因其毒性低、比电容量大、制备工艺简单等优点,更是倍受研究者青睐;另外,硫化镍和硫化钴具有多种物相,这对氧化还原反应的发生有着十分有利的帮助,并且硫元素具有较低的电负性,所以镍、钴硫化物晶体结构更加灵活,延展性更好,有效地减轻了电极在充电和放电时电极材料的体积变化问题,从而增大了电极材料的循环性能。本研究工作中,通过控制初始溶液的pH值,采用水热合成法成功的制备了几种镍/钴硫化物叁维微纳米结构,包括六边花状结构的Ni3S4,灯笼花状结构的CoS和无定型结构的NiCo2S4。通过XRD、SEM、BET及EDS等先进测试手段对材料的结构与形貌进行了表征,对产物形貌变化的机理进行了探讨;并采用叁电极系统测试了不同微纳米结构下的超电性能。具体研究内容如下:(1)硫化镍电极材料形貌调控与超电性能。采取一步水热法,考察了不同pH值对硫化镍微/纳米结构的影响,并对产物进行了表征和测试。测试结果表明:pH值对样品产物的形貌、结构以及物相有很大影响;中性(pH=7)条件有利于Ni3S4微米花状结构的形成,比表面积最大(35.8 m2·g-1)。不同集流体(碳纸、泡沫镍)和电解液种类(KOH或H2SO4)条件下电化学测试结果表明:碳纸优于泡沫镍,碱性电解质优于酸性电解质。其中花状结构Ni3S4电极材料在6 mol·L-1 KOH溶液中,在1 A·g-1的电流密度下比容量最大,高达1005 F·g-1。这首先归功于其花状分层结构所赋予的高比表面积;其次,表面较薄的片层可以缩短电解质离子的扩散和迁移距离。(2)CoS微纳米结构的控制合成和电化学性能:考察了CoS在不同pH值(4,7,9)下的形貌与结构变化。表征结果显示:酸性条件(pH=4)有利于高比表面积(灯笼花状)结构的形成,且比表面积达到19.2 m2·g-1,在碱性电解质中,其比容量,在1 A·g-1的电流密度下为791 F·g-1,高于其它形貌结构;且经过1000次持续充放电测试后,材料的循环稳定性优异,比电容保有率几乎为100%。(3)镍钴复合硫化物NiCo2S4电极材料的合成与电化学性能:在上述研究的基础上,进一步考察了镍钴复合硫化物在不同的pH值(4,7,9)下的形貌结构以及电化学性能。结果表明:相较于单一硫化物,碱性条件(pH=9)有利于高比表面积NiCo2S4晶体的获得(47.58 m2·g-1),同时,比容量也得到了较大的提升,在电流密度为0.5 A·g-1的条件下达到1403.7 F·g-1。这一方面归因于材料拥有较大的比表面积,另一方面Ni、Co之间的协同效应也有助于比电容的提高。在10 A·g-1的大电流密度下恒流充放电循环1000次后,材料的比容量仍然保持原来的92%,证明镍钴复合硫化物是一种具有高比电容和循环稳定性好的超电活性材料。(本文来源于《安徽工程大学》期刊2019-06-10）
田真[6]（2019）在《金属硫化物/石墨烯复合材料的电化学行为调控及电容效应研究》一文中研究指出作为一种重要的储能系统,超级电容器具有功率密度高、循环寿命长及工作温度宽等优点,但与电池系统相比,超级电容器的能量密度低了几个数量级。根据能量密度公式E=?CV~2可知,增加电极材料的比电容C和扩宽电势窗V是提升超级电容器能量密度的关键。过渡金属铜基、镍基硫化物因其比电容高、结构多样而成为当前研究的热点。但是,硫化物较差的电子传输速率和热稳定性导致了其较差的倍率性能和循环寿命。叁维石墨烯具有多孔连续网络结构和优异的电子传输速率,可以作为一种理想的导电基底,与硫化物复合可以提高电极材料整体的电化学性能。基于此,本论文设计了不同结构的铜基、镍基硫化物,并将其与叁维石墨烯复合,制备出具有叁维导电通道的硫化物/石墨烯复合电极材料。从电极材料的结构优化、非对称器件的构造角度出发,探索了电极材料的结构与电化学性能的关系,以及其在固态电容器中的应用。所取得的主要研究成果可以归纳为如下:(1)通过控制反应体系对硫化铜(Copper Sulfide,CuS)进行合理的结构设计和组装,并与叁维石墨烯(Three-dimensional Graphene,3DG)进行复合。研究发现,在水-乙醇体系中得到的CuS具有由纳米片组装成的多层次结构;相比于在其它体系中得到的CuS/3DG复合材料,具有多层次结构的CuS/3DG复合材料在电流密度增大20倍后,比电容保持率为82%,倍率性能最佳。究其原因,具有多孔结构的3DG可以为电子和离子的传输提供导电通道,提高复合材料导电性;同时,多层次结构的CuS可以减缓充放电过程中的应力,使得CuS/3DG复合电极材料的倍率性能和循环稳定性得以提升。进一步以CuS/3DG为正极材料组装了非对称固态超级电容器,器件的电压窗口得到了扩宽,并表现出较好的柔性和较高的能量密度。该项研究为柔性固态超级电容器的发展提供了新思路。(2)利用原位生长法在3DG导电骨架上直接生长了硫化镍(Nickel Sulfide,Ni_3S_2),并得到Ni_3S_2/3DG复合材料。电化学测试表明,该材料在1 A g~(-1)的电流密度下比电容达到535 F g~(-1),但是由于硫化镍稳定性差,因此循环性能仅为千次左右。针对该问题,继续对Ni_3S_2材料的结构进行优化,制备了具有交联片状结构的Ni_3S_2,并设计采用还原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)包覆Ni_3S_2,得到了rGO@Ni_3S_2复合电极材料。通过rGO的包覆可以防止Ni_3S_2与电解液的直接接触,避免了Ni_3S_2在电化学反应过程中的溶解。经过结构优化的rGO@Ni_3S_2复合材料循环稳定性得到了很大提高,经过5000圈的循环后,比电容值仍然能够达到初始电容值的90%,表明其良好的循环稳定性。此外,以rGO@Ni_3S_2复合材料构建了非对称固态柔性超级电容器,在1 A g~(-1)的电流密度下循环1000圈后电容值仍可以保持74%,能量密度可以达到14.4 Wh kg~(-1),显示出良好的应用前景。(3)以叁维石墨烯气凝胶(Graphene Aerogel,GA)为基底制备了镍钴硫化物(Nickel-cobalt Sulfide,NiCo_2S_4)石墨烯气凝胶复合材料(NiCo_2S_4/GA)。这种石墨烯气凝胶具有开放的孔洞和连续的结构,可以为离子和电子的传输提供导电基底,并且可以有效防止NiCo_2S_4纳米颗粒发生团聚。与传统粉末电极材料相比,NiCo_2S_4/GA能够直接作为超级电容器电极材料,无需粘结剂的添加,简化了电极的制备流程。电化学测试结果显示,该电极材料表现出较高的比电容,但是倍率性能不理想,原因是NiCo_2S_4颗粒较大并且分布不均匀,导致离子和电子传输速率较差,导致倍率性能不高。(4)针对铜钴硫化物(Copper-cobalt Sulfide,CuCo_2S_4)材料倍率性能差的问题,优化了以石墨烯气凝胶为基底的CuCo_2S_4/GA复合材料。通过氨水的加入可以有效减少CuCo_2S_4尺寸并使其均匀分布在石墨烯气凝胶基底上。电化学测试结果表明,所获得的CuCo_2S_4/GA复合材料具有良好的倍率性能。这是由于石墨烯气凝胶可以为电子的传输提供导电基底,并且避免了CuCo_2S_4的团聚。通过动力学计算发现,表面电容过程在电化学反应过程中起了主导作用,并且所占比例随着扫速的增加而增大,因此CuCo_2S_4/GA复合材料具有良好的倍率性能。除此之外,为了降低固态超级电容器的界面阻抗,设计了一种基于1-己基-3-甲基咪唑氯盐(HMIMCl)离子液体添加的凝胶电解液。HMIMCl离子液体的加入可以减弱高分子聚合物与无机盐之间的相互作用力,进而增加凝胶电解质的电导率,减少电解液与电极材料之间的界面阻抗。以CuCo_2S_4/GA复合材料为正极、离子液体添加的凝胶电解液同时作为隔膜和电解液,组装的固态超级电容器具有22 Wh kg~(-1)的能量密度,证实了其良好的应用前景。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
张耀辉[7]（2019）在《金属硫化物复合材料的制备及其作为锂/钠二次电池负极材料的性能研究》一文中研究指出随着化石能源的日趋消耗及其所引起的环境污染问题日益严重,清洁能源的开发受到了人们越来越多的关注。但是,风能、太阳能等新能源受时间和地域的限制无法持续稳定的供能。因此,开发高性能的储能技术成为今后的研究方向之一。作为当下主流的储能系统,锂/钠二次电池受负极材料的影响无法满足未来社会对于能量密度的高需求。金属硫化物作为氧化还原机制类的负极材料有着较高的理论比容量和首圈库伦效率,是新一代锂/钠二次电池的理想负极材料。但是,循环过程中较大的体积波动以及较差的导电性限制了金属硫化物负极材料的发展。本论文通过制备特定的微纳结构以及与碳材料复合的方法改善了金属硫化物的锂/钠存储性能。具体内容如下:(1)采用一步水热法成功制备分级花状MoS_2/C复合材料。该材料由超薄的MoS_2纳米片均匀垂直分布在碳纳米微球表面所组成。这一结构中MoS_2纳米薄片具有较大的比表面积,可以保证电极材料与电解液的充分接触,提供更多的活性位点,降低锂离子的扩散自由程。此外,片层之间的空隙可以适应MoS_2纳米片在充放电过程中的体积波动,保持良好的循环稳定性。作为材料合成过程中MoS_2纳米片的生长基底,碳纳米球不仅可以提高材料的导电性,还可以防止层状MoS_2合成过程中的聚集。基于上述优点,MoS_2/C复合材料作为锂离子电池的负极材料在1 A g~(-1)的电流密度下循环300圈后,可逆容量保持在650 mAh g~(-1)。此外,即使在4 A g~(-1)的高电流密度下,容量也可达到477 mAh g~(-1)。相对比单独的MoS_2,电化学性能有了明显的提升。(2)通过水热法将前驱SnS_2纳米片垂直分布在碳微球表面上,包碳退火后得到花状C/SnS@C纳米复合材料,SnS@C纳米薄片垂直锚定在碳微球上。碳材料的加入使材料的导电性得到了改善,其中作为基质的碳微球可以避免SnS_2纳米片在合成过程中的聚集,碳层的存在能够防止SnS纳米片在循环过程中的聚合。SnS@C纳米薄片之间的空隙可以适应SnS纳米片在充放电过程中的体积形变,保持良好的循环稳定性。此外,S、N共掺杂的碳壳可以提供更多的活性位点,增加Li~+/Na~+的吸附量。锂离子电池中,样品在1 A g~(-1)的测试条件下循环1000圈后得到740 mAh g~(-1)的可逆比容量。C/SnS@C纳米复合材料也表现出了较好的储钠特性,在500 mA g~(-1)电流密度下循环400圈后得到可逆比容量485 mAh g~(-1)。经扩散动力学分析发现,花状C/SnS@C纳米复合材料作为锂/钠离子电池的负极材料在长循环过程中存在赝电容行为,有利于提升材料的循环寿命。(3)采用冷冻干燥和水热硫化工艺将CoS_2纳米颗粒(~20 nm)均匀分散在海绵状碳基质中,得到海绵状CoS_2/C叁维多孔材料。复合材料中碳层的存在可以提高材料的导电性,而多孔结构不仅为离子提供了可行的传输途径,同时也为CoS_2在循环过程中的体积形变提供了空间。锂离子电池中,样品在500 mA g~(-1)电流密度下循环120圈后得到610 mAh g~(-1)的高比容量。作为钠离子电池的负极材料,样品在500 mA g~(-1)的测试条件下提供了330 mAh g~(-1)的可逆比容量。此外,在这项工作中开发的冷冻干燥/水热工艺可用于构建其他高容量金属硫化物复合材料作为锂/钠离子电池的负极材料。(4)基于硫代乙酰胺在碱性环境下的水解反应,通过一步水热法结合退火工艺,合成了由5 nm厚碳壳和直径约50 nm Co_9S_8核组成的Co_9S_8@C纳米球。极小尺寸的纳米球不仅可以充分缩短钠离子的扩散自由程,而且能够抵抗在循环过程中材料整体的应变。此外,碳层的存在可以提高Co_9S_8的导电性,改善材料的倍率性能。测试结果表明Co_9S_8@C纳米微球具备出色的循环性能和倍率性能。在5 A g~(-1)的电流密度下循环1000圈后得到高比容量305 mAh g~(-1),电流密度为500 mA g~(-1)下得到可逆比容量405 mAh g~(-1)。经扩散动力学分析,超长的循环寿命得益于材料循环后期的赝电容行为。(5)基于次氮川叁乙酸的络合作用,Fe~(3+)在溶液中作为电子接受体通过溶剂热法得到前驱为一维纳米线的金属有机络合物。为防止前驱结构在退火硫化过程中发生破坏,本章节将葡萄糖作为碳源采用一步水热法在纳米线前驱外部包覆一层碳材料。然后,采用退火硫化的方法将Fe_7S_8纳米颗粒均匀散布在碳材料中,整体的纳米线结构也得到了保持。这样的结构可以为活性材料提供必要的空隙空间,以减轻Fe_7S_8循环时的体积膨胀。此外,碳材料的包覆为电子/离子转移提供了便利的传输路径。在锂离子电池中,样品在2 A g~(-1)电流密度下循环350圈后得到730.9 mAh g~(-1)的高比容量。作为钠离子电池的负极材料,样品在200 mA g~(-1)的测试条件下提供了546.8 mAh g~(-1)的可逆比容量。此外,在这项工作中的络合反应可用于构建其他高容量金属硫化物复合材料作为锂/钠离子电池的负极材料。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
岳晓晴[8]（2019）在《醇胺基二硫化碳储集材料的合成及制备金属硫化物的研究》一文中研究指出二硫化碳(CS_2)作为一种气味恶臭且有毒的有机硫化合物,广泛存在于煤炭、天然气、石油和原油等工业中。随着工业能源产量的提高,工业尾气中CS_2排放量不断增长。然而,CS_2是一种潜在的资源,可以用来插入过渡金属片段及其后续的官能化。同时,它可与伯胺反应形成重要的中间体,合成有用的有机化合物。因此,捕获和利用CS_2已经成为近年来研究的一个重要课题。由于目前捕获CS_2的方法存在着能耗高、操作成本高、催化剂价格昂贵且副产品加工量大等缺点,在没有催化剂的温和条件下,高效、快速地捕集CS_2是十分必要的。本文首先探索了乙二胺及其衍生物(EDAs)+乙二醇类多元醇(EGs)体系之间的作用形式。通过电导率的变化,红外光谱以及核磁共振图谱峰的偏移,确定了EDAs和EGs之间具有离子化趋势,归为类离子液体,深入探讨了类离子液体的形成机制。其次,通过EDAs+EGs类离子液体体系实现了在温和无催化剂的条件下高效、快速储集CS_2的方法。吸收CS_2后,EDAs+EGs类离子液体体系会产生白色沉淀,命名为二硫化碳储集材料(CS_2SM)。通过核磁共振谱(NMR),傅立叶变换红外光谱(FTIR),X射线光电子能谱(XPS)和X射线粉末衍射(XRD)等现代光谱及表面分析技术确定了其分子结构为[~+H_3NR_1NH_3~(+-)SC(=S)OR_2(R_3)O(S=)CS~-]_n,并将其用于激活植物生长。实验结果表明:CS_2SM对茄科的茄子、西红柿、青椒以及葫芦科的黄瓜四种植物的营养生长和生殖生长均有明显促进作用。为了实现CS_2的再利用,通过水热法将生成的CS_2SM分别与Pb(NO_3)_2,Zn(CH_3COO)_2和CdCl_2反应制得了具有纳米尺寸的PbS,ZnS和CdS。与此同时,考察了CS_2SM的用量、金属离子浓度、反应温度以及反应时间等条件对金属硫化物制备的影响。此外,将形成的CdS用于光催化还原CO_2的过程,制得了CH_4和CO。综上所述,本文选用EDAs+EGs类离子液体体系快速、高效储集CS_2,形成一类CS_2SM,并将其多途径利用。这为CS_2的快速存储和利用提供了一种新的方法,同时也对降低CS_2的排放和实现CS_2的有效利用具有重要的现实意义。(本文来源于《内蒙古工业大学》期刊2019-06-01）
宋为涛[9]（2019）在《过渡金属硫化物/碳基复合材料的制备及其储钠性能研究》一文中研究指出近年来,钠离子电池作为极具应用潜力的能源储存转换系统而备受关注。过渡金属硫化物具有良好的氧化还原可逆性、高的理论容量、资源丰富等优点。但是其用于钠离子电池负极时普遍存在导电性差、体积膨胀变化大的缺点,这导致其实际容量偏低、循环稳定性差。针对该问题,本文采用多种制备方法将过渡金属硫化物与碳基材料复合,缓冲其体积膨胀,增强其导电性、循环稳定性,并对复合材料的结构、电化学性能进行研究。研究内容如下:1、以二水草酸镍和聚苯乙烯磺酸钠为原料,采用简单的一步合成法制备了超薄硫掺杂类石墨烯碳(S/C)包覆Ni_3S_2/Ni复合材料(Ni_3S_2/Ni@S/C)。Ni_3S_2/Ni@S/C中的S/C不仅能提升材料的导电性,而且还能有效缓解充/放电过程中电极大的体积膨胀,使电极结构更稳定。复合材料中存在的单质Ni在提高材料导电性的同时还能促进充/放电过程中Ni_3S_2的转化,从而增强其结构稳定性。Ni_3S_2/Ni@S/C电极在电流密度为100 mA g~(-1)时,循环120圈后的放电比容量高达318.2 mA h g~(-1);在大电流密度1000 mA g~(-1)下循环250圈后的可逆比容量为212.7 mA h g~(-1)。即使在2000 mA g~(-1)电流密度下,其容量仍能实现223.9 mA h g~(-1)。2、以氮掺杂中空碳纳米立方体(C)为前驱体,通过溶剂热法制备了C@MoS_2。在其表面包覆一层聚多巴胺(PDA)后高温碳化,最终制得双层氮掺杂碳夹覆MoS_2纳米立方体复合材料(C@MoS_2@C)。其具有的双层氮掺杂碳具有微观限域固Mo作用,保证MoS_2在充放电时微观结构复原。氮掺杂碳层中含有的部分钼的氧化物,在充放电过程中通过C─O─Mo键对Mo原子进行有效约束、固定。MoS_2微观结构在放电状态结束时完全坍塌,并在随后充电过程中完全复原,具有一定的记忆效应。氮掺杂碳不仅能有效缓冲电极的体积膨胀变化而且还能增强离子及电子的快速传输,使C@MoS_2@C的结构更稳定。C@MoS_2@C电极在电流密度为1 A g~(-1),循环1800圈后的比容量为324.1 mA h g~(-1);在超高电流密度20 A g~(-1)下,其容量仍可达200 mA h g~(-1)。当C@MoS_2@C电极在大电流密度10 A g~(-1)下超长循环10000圈时,其循环稳定性同样优异;在循环1000圈后,其容量为177.8mA h g~(-1),超长循环10000圈后其容量仍高达163.9 mA h g~(-1)。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
郑天[10]（2019）在《基于金属硫化物钠离子电池负极材料的研究》一文中研究指出锂离子电池由于其高能量密度、环境友好性和长循环寿命等特点,在能源领域具有相当大的发挥空间。近20多年来,已被广泛应用于便携式电子设备,如手机、平板电脑和笔记本电脑,在混合动力汽车和纯电动汽车中也存在大规模应用的趋势。由于锂资源在全球分布主要在美洲且地壳储量较低,价格昂贵,难以满足人民日益增长的生活需要。同时,位于同一主族的钠(Na)具有与锂(Li)相似的物理化学性质,丰富度高,价格便宜,因此钠离子电池得到了研究者的广泛关注。优异的电极材料是构筑高性能钠离子电池最为关键的因素之一。近年来,二维层状过渡金属硫化物在能源储存中引起了人们的极大兴趣。这种材料有着类似于石墨的层状结构:碳原子之间由共价键连接,石墨层之间则通过较弱的范德瓦尔斯力连接。本论文主要研究二维层状过渡金属硫族元素化合物及其复合材料的制备、结构、形貌和组成,并深入研究探讨了它们作为钠离子电池电极材料的电化学性能以及储钠机理。具体工作包括以下几个部分:1、通过溶剂热法合成了大量的花状球形Sb_2S_3,由于钠离子的半径比锂离子大很多,在充放电过程中钠离子嵌入/脱出过程对于材料结构的破坏比较大,且单纯Sb_2S_3导电性不是很优异,因此通过物理包覆的方法在材料表面包覆一层导电聚合物聚吡咯(PPy),提高其导电性及材料的结构稳定性。从电化学数据可以得出:花状球形Sb_2S_3/PPy复合材料在作为钠离子电池负极材料时能够表现出较高的质量比容量和优异的倍率性能,在800 mA g~(-1)的电流密度下质量比容量仍然达到236 mAh g~(-1),并展现出了较好的循环稳定性。2、利用溶剂热自组装的方法制备了高纯度的Mn金属离子掺杂MoS_2中空管(Mn-MoS_2),探索了不同溶剂(水和乙醇)以及不同水/醇溶剂比例对于产物形貌的影响。从X射线衍射、透射电镜分别表征并观察了反应时间在1 h、4 h、8 h的产物结构及形貌,并通过一系列的对比实验探究Mn-MoS_2中空纳米管的生长过程。由此阐述了Mn-MoS_2中空纳米管的生长机理。这些中空管状具有较大的比表面积和开放的二维结构,这种结构可以提供更多的钠离子脱嵌位点、增加与电解液的接触面积,其作为钠离子电池负极材料展现出较高的比容量、优异的循环稳定性。交流阻抗测试发现Mn金属离子的掺杂大大提升了MoS_2的导电性和离子扩散系数。此外,通过循环伏安对其赝电容行为进行表征,进一步探索了其出储钠机理。3、通过溶剂热法制备核壳结构的二元过渡金属硫化物——CuCo_2S_4。研究发现核壳结构的形成、生长过程与前驱体硫化时间密切相关,由此我们对该核壳结构CuCo_2S_4的生长机理进行探讨。在作为钠离子电池负极材料时,容量损失严重。以,我们探究了其锂离子电池电化学性能,通过电化学测试,我们发现多孔核壳结构CuCo_2S_4材料具有良好的电化学性能,在1 A g~(-1)的电流密度下循环1000圈,展现出773.7 mAh g~(-1)的质量比容量和稳定性,在10 A g~(-1)的高电流密度下,循环1000圈可以获得358.4 mAh g~(-1)的质量比容量,这些良好的电化学性能是由于其特有的核壳空心结构。4、通过利用脱合金的方法成功制备了纳米多孔CuO/Cu复合材料。纳米多孔CuO/Cu复合材料中由于金属Cu的存在,使该复合材料相较于单纯CuO其导电性大大提升。该多孔材料的孔道宽度约为20~50 nm,可以有效地缓解Na~+嵌入/脱出过程中引起的体积膨胀,缩短Na~+扩散路径,有助于提升Na~+存储能力。而且,纳米多孔结构还可以增加材料与电解液的接触面积。当用作钠离子电池的负极材料时,在500 mA g~(-1)的电流密度下CuO/Cu初始比容量为580 mAh g~(-1),在经过200次循环后质量比容量仍能保持到200 mAh g~(-1),表明其是一种性能稳定的钠离子电池负极材料。(本文来源于《齐鲁工业大学》期刊2019-06-01）
金属硫化物材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
镁离子电池作为高电压、高能量可充式电池的典范,已成为储能领域的科研重点和市场热点,开发可逆循环性好、与电解液良好兼容的正极活性材料是提升镁离子电池综合性能的关键。经研究发现,过渡金属硫化物(TMDCs)更加有利于镁离子在分子层间的嵌入和脱出,展现出较好的储镁能力。在介绍镁离子电池工作原理及关键材料的基础上,对近年来有关具有层状结构的MoS2和TiS2、块状堆积结构的谢弗雷尔(Chevrel)相以及其他过渡金属硫化物在镁离子电池正极材料方面的应用研究进行了梳理和总结,并对存在的问题和今后的研究重点以及发展趋势进行了阐述,希望能对今后有关提升镁离子电池综合性能研究起到一定的借鉴作用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
金属硫化物材料论文参考文献
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