二硫化钼的结构调控及其储钾性能

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ssfdlah
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂资源储量低和地区分布不均等问题导致以锂离子电池为代表的锂基储能器件价格越来越高,迫使研究者寻找锂基储能器件的替代或补充体系。钾与锂同一主族,储量丰富价格低廉,与铝箔不会生成合金化合物,同时K+/K的氧化还原电位与Li+/Li接近,因而钾基储能体系引起人们的广泛关注。二硫化钼(MoS2)理论储钾比容量高(约670 m Ah g-1),层间距大(0.62 nm),有望作为优良的储钾负极材料。但MoS2导电性不高,层间的扩散势垒高,电化学反应动力学缓慢,且在充放电过程中结构变化剧烈,以上导致MoS2基储钾负极的倍率性能和循环稳定性仍有待提高。针对上述问题,本论文通过缺陷工程(元素掺杂、空位制造)对MoS2的本征结构进行调控,以实现高效储钾。具体如下:1.P-掺杂MoS2储钾负极材料的制备与性能:以静电纺丝碳纳米纤维作为生长基底,结合水热法和低温磷化法在碳纤维上生长了P掺杂的MoS2(P-MoS2@CNFs)。作为生长模板的碳纤维实现了MoS2纳米片的均匀生长,低温磷化法实现了对MoS2的p-型掺杂。结果表明,P掺杂有效调控MoS2的能带结构,提高了其电导率,进而显著提升了储钾的反应动力学。作为储钾负极,该材料在0.05 A g-1电流密度时可以提供384 m Ah g-1的可逆容量,电流密度增加到10 A g-1可逆容量仍有147.6 m Ah g-1。通过原位XRD和非原位XPS测试证实P-掺杂MoS2的储钾经历了插层和转化两个过程。最后,通过碳包覆进一步提升了P掺杂MoS2的循环稳定性,所得样品C-P-MoS2@CNFs在钾离子混合电容器中展示出优异的倍率性能和极高的能量密度。2.S-空位缺陷MoS2储钾负极材料的制备与性能:利用H2/Ar混合气的刻蚀作用在碳纤维负载的MoS2纳米片(MoS2@CNFs)表面制造硫空位缺陷。通过拉曼光谱和X射线光电子谱测试证明了硫空位缺陷的存在。与原始MoS2@CNFs相比,富含硫空位缺陷的MoS2@CNFs展现出更高的储钾容量、倍率性能和循环稳定性,在0.05 A g-1的电流密度下的可逆容量为355.0 m Ah g-1;在5 A g-1的电流密度下,可逆容量为222.7 m Ah g-1;0.1 A g-1的电流密度下循环测试120次后容量仍有362.0 m Ah g-1且容量保持率约为99.9%。优异的储钾性能得益于表面硫空位缺陷提供了钾离子的活性位点,增加了钾离子的扩散通道,使得钾离子不仅可以通过面内扩散,还可以通过空位实现层间扩散,加快了反应动力学,提升了储钾性能。
其他文献
随机波动方程作为一类重要的随机偏微分方程,在声学、信号学、流体力学、地质学等学科上具有广泛的应用.但随机波动方程往往因其复杂性难以求得其精确解形式,大部分学者研究课题集中在解的长时间性质上,对其数值格式的讨论大都为基于随机Taylor展式的Euler-Maruyama方法等.本文结合在微分方程上应用广泛的有限差分法,主要讨论高斯白噪声与泊松白噪声驱动的随机波动方程,并对其白噪声项进行数值模拟,得到
学位
基于区域集合CMA-REPS V3.1系统,在降水邻域集合概率法的基础上对其算法进行优化,发展了一种优化的邻域集合概率方法。选取该系统2021年5—7月逐日24 h累积降水资料计算降水邻域概率。采用国家气象信息中心开发的三源融合格点降水产品作为观测降水,用相对作用特征曲线面积评分法对降水邻域概率预报结果进行检验,并与邻域集合概率法和集合平均邻域概率法的评分结果对比,结合典型降水个例,评估三种方法的
期刊
目的 研究针灸治疗急性踝关节扭伤的选穴规律。方法 检索建库至2021年5月于中国知网、万方学术期刊全文数据库、维普中文科技期刊数据库、中国生物医学文献数据库、PubMed中针灸治疗急性踝关节扭伤的临床资料文献,建立急性踝关节扭伤的取穴数据库,并对文献数据进行描述统计、聚类分析及关联规则分析。结果 通过检索共纳入临床研究文献123篇,排除重复及不符合纳入标准文献73篇,最后纳入文献50篇。针灸治疗急
期刊
改革开放以来,我国鸡肉消费量逐年增长。鸡肉已成为我国第二大肉类消费品。作为中间环节,肉鸡屠宰对整个肉鸡产业的健康发展发挥着重要作用。经过数十年的发展,中国肉鸡屠宰企业已由原来的规模快速增长到渐趋饱和,市场竞争日益加剧,需要制定科学的竞争战略来指导企业发展。本文研究对象HMFJ食品公司是一家典型的肉鸡屠宰加工企业。公司从90年代初单一的禽肉冷冻存储业务,到2012年正式建厂,逐步从一家家庭作坊成长为
学位
康复医学是医学领域的一个新分支学科,近年来康复医疗需求群体不断扩大,不断增长的康复服务需求加之发展尚未健全的康复医疗条件,使得居家康复作为康复医学中一个新兴领域正在快速发展。但是传统的居家康复目前存在着由于无人看管导致训练不系统、缺乏专业治疗师的指导导致动作不规范,容易造成二次伤害等问题。而当前随着计算机技术的不断发展,人工智能赋能康复医疗行业,居家康复逐渐有了智慧。基于上述背景,本文提出将基于计
学位
随着环境污染和能源短缺,人们对可再生、高性能的储能/转换装置的需求不断增加。超级电容器因其出色的循环寿命和高安全性,被视作是一种极具发展潜力的新型储能/转换装置。近年来,作为超级电容器的电极材料,三元钴基过渡金属氧/硫化物因其具有高导电性和高理论容量而被广泛研究。然而,它们仍存在一些问题,如:在反复充/放电过程中的自聚集以及较低的负载密度等。因此,本文从调节材料组分、设计形貌结构、增大负载密度等方
学位
信息化和数字化技术的发展给校园书籍管理的信息服务提供了崭新的社会背景和技术环境,微信小程序的出现与发展推动了图书馆数字化的进程。系统设计实现通过小程序可进行用户借书、还书、图书查询等功能;管理员可以进行用户管理、权限修改、图书管理等功能。同时界面做到操作简单易懂、系统使用方便、运行稳定,有助于校园内师生快捷操作该系统,并能有效帮助解决高校图书馆书籍借阅管理中的基本问题和相关数据统计。对校园书籍小程
期刊
我国城市规模发展迅速,负荷的增长超过电力发展规划,造成两者不相匹配的两难局面。同时,为实现能源结构转型,分布式电源越来越多地接入电网之中,传统的交流配电网无法很好的应对这些难题,而直流配电网具有传输容量大、能量损耗小、传输距离远、分布式电源接入方便及能够独立解耦控制等一系列优点使得国内外学者纷纷展开研究。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)具有模块
学位
长期以来,铝及铝合金凭借其价格低廉、密度小、导电性好、综合力学性能优异等优势不断被应用于电气电工领域,以实现“以铝节铜”,但导电性与力学性能之间的相悖性长期制约其应用和发展。本文以工业纯铝和Al-4Si合金为研究对象,借助熔体复合处理、Mg、Fe合金化、热挤压和热处理等优化合金成分、改善微观组织,以实现合金导电性和力学性能的同步提高,为高性能导电铝合金的研究与发展提供理论支撑。本文主要研究内容及总
学位
本文对翠绿色羊毛筒子纱的拼色染料进行了染色工艺技术条件研究,通过对染料在纤维上吸附、扩散及上染机理理论与模型分析,研究采用兰纳素黄4G、兰纳素翠兰8G-01、兰纳洒脱黄4GN、依利尼尔翠兰A-G四种染料进行染色实验,对四种染料在羊毛纱线上的上染率、色牢度、匀染性等性能指标测试表征,研究提出了翠绿色羊毛筒子纱染色工艺技术条件及方法。实验结果表明,染色温度、匀染剂用量、染色p H值对四种染料的染色性能
学位