MoO2與NiO微納結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其電容性能.pdf

1、近年來，半導(dǎo)體微納材料因具有表面與界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等性能，因此在超級電容器等方面具有廣泛的應(yīng)用前景并成為材料研究方面的熱點。其中，過渡金屬氧化物在超級電容器方面的應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注，因為它具有存儲能量大、價格低廉、質(zhì)量輕等特點，尤其是多個電荷價態(tài)有利于氧化還原反應(yīng)過程中提高能量密度和理論比電容。MoO2作為過渡金屬氧化物之一因具有較高的導(dǎo)電性高化學(xué)穩(wěn)定性以及較高的理論比電容而成為廣泛關(guān)注的超級電容器

2、的材料。而NiO價格低廉、儲量豐富并制備簡單安全而具有很大的商業(yè)應(yīng)用前景。本文以過渡金屬氧化物MoO2與NiO為研究對象，通過水熱法制備MoO2與NiO，并進一步通過水熱法復(fù)合GO生成MoO2/GO和NiO/GO以提高比表面積，并且在表面沉積Ag粒子生成MoO2/GO/Ag和NiO/GO/Ag。另外，還探究了MoO2在碳布上的生長作為超級電容器的電極材料，然后通過三電極系統(tǒng)來測試工作電極的電化學(xué)性質(zhì)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采

3、用水熱法制備MoO2納米顆粒和MoO2/GO復(fù)合物，并通過光致還原法在MoO2/GO表面沉積的Ag顆粒，生成MoO2/GO/Ag。在三電極系統(tǒng)下對MoO2、MoO2/GO及MoO2/GO/Ag納米材料進行電化學(xué)性質(zhì)的測試。與MoO2納米顆粒和MoO2/GO復(fù)合物相比，MoO2/GO/Ag納米材料表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能，在電流密度為1Ag-1時的比電容為323.7Fg-t，在20mVs-1的速率下循環(huán)1000次之后電容保持為90％。⑵采用

4、水熱法在碳布上生長MoO2納米材料，并在500℃ Ar氣氛圍下退火。生成的MoO2納米材料是由不規(guī)則的球狀顆粒組成，并且是介孔顆粒。XRD衍射圖表明，在退火過程中MoO2納米材料進行了進一步的結(jié)晶生長。經(jīng)過電容性能測試，未退火的MoO2納米材料比電容為310Fg-1，退火后的MoO2納米材料比電容為93Fg-1在1Agl時。⑶采用溫和的水熱法制備銀耳狀的NiO納米材料和NiO/GO復(fù)合物，并通過光致還原法在NiO/GO表面沉積的Ag顆粒

5、，生成NiO/GO/Ag。銀耳狀結(jié)構(gòu)的NiO是由超薄的納米片組成的，加入導(dǎo)電支架GO之后，超薄的NiO納米片團聚現(xiàn)象消失，NiO納米片生長在GO表面。然后在NiO/GO表面沉積具有高導(dǎo)電性的Ag顆粒之后，構(gòu)成NiO/GO/Ag異質(zhì)結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明NiO/GO/Ag電極具有較高的電化學(xué)性能，在電流密度為1 Ag-1時，NiO/GO/Ag的比電容為229Fg-1，同時NiO/GO/Ag在20mVs-1的速率下循環(huán)2000次之后電容保持為7