氮掺杂石墨烯负载硫化镍纳米材料的制备与表征

摘要在不同投料比例，溶剂比例及温度等条件下，采取硝酸镍与硫脲直接硫化以及硝酸镍与尿素反应后再加入硫化钠硫化两种方法，在石墨烯片层上负载硫化镍晶体，得到NiS2/rGO电极材料。并用XRD，TEM手段对该材料进行物性表证，通过电化学工作站对其进行电化学性能表征。表征结果表明，硫化镍成功负载在石墨烯片层上，并且其电化学性能优异，实验结果表明在0.5A/g电流密度下，比电容高达840F/g。而且其循环性能比单纯的硫化镍以及石墨烯材料更为优异。通过比较分析得知该复合材料产生优异电化学性能的原因是负载在石墨烯上的硫化镍晶体之间的协同作用。由于其优异的电化学性能，该复合材料有望在超级电容器方面有应用价值。26338
关键词硫化镍水热法复合物电化学性能超级电容器
毕业论文设计说明书外文摘要
Title   Study on preparation and electrochemical property Of NiS2-Nitrogen-Doped Graphene Nanocomposites
Abstract
Electrode material NiS2 / rGO has been prepared By hydrothermal method under different conditions，by using nickel nitrate and thiourea or nickel nitrate，urea and sodium sulfide， nickel sulfide to make the NiS2 on the graphene sheets. Use XRD and TEM to get the material properties，using electrochemical workstation to get the electrochemical properties of NiS2 / rGO. The characterization results indicate that the reaction of nickel sulfide successful load on the graphene sheets，and electrochemical properties is superior，specific capacitance get 840F / g under condition of 0.5A / g current density. And the cycle life compared to nickel sulfide and graphene material more excellent. The reason for this composite material’s excellent electrochemical properties is the synergies between graphene sheets and nickel sulfide crystals. Due to its excellent electrochemical properties，composite material is expected to have applications on supercapacitors.
Keywords Nickel(II) sulfide，hydrothermal method，composite，electrochemical property， supercapacitor
目次
1. 引言    1
2. 原理和方案设计    8
2.1 一步法    8
2.2 两步法    9
3. 实验部分    10
3.1 原料与试剂    10
3.2 氧化石墨溶液的配置过程    10
3.3 一步法样品制备过程    10
3.4两步法样品制备过程    11
3.5 样品的表征    11
3.6样品的电化学表征    11
4. 结果与讨论    13
4.1一步法产物的物性表征    13
4.2一步法产物的电化学表征    14
4.3两步法产物的物性表征    18
4.4两步法产物的电化学表征    20
结论    25
致谢    26
参考文献    27
1. 引言
依据现今的发展速度，全球对于能源的需求到2050年要翻一番，因此开发新的能源是十分紧迫的[1]。而对于能量存储设备来说功率密度必须改进，以满足不断发展不断普及的便携式电源的需求，例如无线工具，混合动力电动汽车，在互补金属氧化物半导体中的存储保护器，逻辑电路，录像机，昼夜存储，远程感应，烟雾探测器，以及工业能源管理设备[2-6]。目前对于这些设备的研究集中在提高其比电容，功率密度以及其改进其电极材料的循环寿命[7-8]。
超级电容器也被称为电化学电容器，它具有优良的储能性能和脉冲充放电性能，因其质量轻，可多次充放电，存储能量大而成为一种新型的储能设备，所以近年来受到科研人员的广泛关注。因为超级电容器与蓄电池一样，在储存大电量的时使用低电压进行充电，所以它有望与蓄电池一同使用。在电极中，电荷的转移速度以及离子的取向这二者决定了电流在其中能通过的速度，也就是说只要改善电极材料的这两点，就有希望得到更优秀的充放电速度。同时，由于在充放电过程中电极并未发生分解活性物质与改变其反应速度的相应反应，因此它拥有很好的循环寿命。氮掺杂石墨烯负载硫化镍纳米材料的制备与表征:http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_20473.html