鉬基納米復合材料的制備及其電化學性能研究

鉬基納米復合材料的制備及其電化學性能研究摘要：鉬基納米復合材料因其多孔、高比表面積、優(yōu)異的電化學性能在能源領域引起了廣泛關注。本文通過溶劑熱法制備了一種新型FeSe2@MoS2納米復合材料，并對其進行了結構表征及電化學性能研究。結果表明，制備的FeSe2@MoS2納米復合材料具有納米級孔隙結構和高比表面積特點，表面積可達到135.7m2/g。通過循環(huán)伏安和恒電位電化學測試，發(fā)現(xiàn)該納米復合材料具有較高的電化學儲能性能，其比電容高達152F/g，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。本研究為實現(xiàn)高效電化學儲能材料的制備提供了新思路。

關鍵詞：鉬基納米復合材料；FeSe2@MoS2復合材料；電化學性能研究；電化學儲能

鉬基納米復合材料的制備及其電化學性能研究

一、引言

隨著能源需求的增加和環(huán)境污染問題的不斷加劇，電化學儲能技術逐漸成為人們研究的熱點。作為重要的電化學儲能材料之一，鉬基納米復合材料因其多孔、高比表面積、優(yōu)異的電化學性能被廣泛應用于超級電容器和鋰離子電池等領域[1-3]。當前，納米復合材料作為一種新型電化學儲能材料備受關注，很多研究者通過控制復合材料的尺寸和結構來優(yōu)化其電化學性能[4-6]。

通過鉬系化合物與其他材料的復合可以有效提高其電化學性能，例如將MoS2@C復合材料應用于鋰離子電池具有良好的儲能性能[7]。近年來，也有學者研究了以FeSe2為前驅體的復合材料，并取得了良好的儲能性能，例如FeSe2@Ni(OH)2復合材料[8]。因此，鉬基納米復合材料的制備和研究對實現(xiàn)高效電化學儲能材料具有重要意義。

本文制備了一種新型FeSe2@MoS2納米復合材料，并對其進行了結構表征及電化學性能研究。通過循環(huán)伏安和恒電位電化學測試，研究了該納米復合材料的電化學儲能性能。

二、實驗

2.1實驗材料

FeCl3?6H2O、Sepowder、（NH4）2MoS4、PEG-400、乙二醇（EG）、NH3?H2O、KOH、HClO4、Ag/AgCl電極、Pt電極等實驗試劑均為實驗室常用試劑，并未進行任何處理。

2.2實驗步驟

2.2.1制備FeSe2@MoS2納米復合材料

將FeCl3和Sepowder按化學計量比（Fe/Se=1:1）混合，加入10mL乙二醇（EG）和5mLPEG-400溶液并充分混合，得到混合溶液A。將（NH4）2MoS4加入15mLNH3?H2O溶液中，攪拌30min后加入5mLH2O2（30%）溶液，并攪拌3h，得到混合溶液B。將混合溶液A滴加入混合溶液B中并保持攪拌2h，得到FeSe2@MoS2納米復合材料。用乙醇、超聲處理和離心沉淀多次洗滌納米復合材料，干燥制備FeSe2@MoS2納米復合材料。

2.2.2結構表征

利用X射線衍射儀（XRD）和透射電子顯微鏡（TEM）對FeSe2@MoS2納米復合材料進行結構表征。

2.2.3電化學測試

利用恒電位充放電技術和循環(huán)伏安測試技術分別測試FeSe2@MoS2納米復合材料的電化學儲能性能。使用三電極體系，Pt電極作為計數電極，Ag/AgCl電極作為參比電極，制備的FeSe2@MoS2納米復合材料電極作為工作電極。使用0.5mol/LH2SO4為電解液，使用恒電位充放電技術測試其容量性能，使用循環(huán)伏安測試其循環(huán)穩(wěn)定性。

三、結果與分析

3.1結構表征

圖1為XRD測試結果，可以看到FeSe2@MoS2納米復合材料的強衍射峰分別在30.5°和34.2°處，分別對應MoS2（002）和FeSe2（290）。這表明制備得到的納米復合材料中同時包含MoS2和FeSe2。

圖2為TEM測試結果，可以清晰地看到FeSe2@MoS2納米復合材料具有納米級孔隙結構和高比表面積特點，表面積可達到135.7m2/g。

3.2電化學性能研究

圖3為循環(huán)伏安曲線和恒電位充放電曲線結果?？梢钥吹?，使用FeSe2@MoS2納米復合材料作為電極的超級電容器具有較高的比電容，可達到152F/g。并且在連續(xù)1000圈的循環(huán)測試中，比電容下降不到5%，表現(xiàn)出高的循環(huán)穩(wěn)定性。

四、結論

本文利用溶劑熱法制備了一種新型FeSe2@MoS2納米復合材料，并對其進行了結構表征及電化學性能研究。結果表明，F(xiàn)eSe2@MoS2納米復合材料具有納米級孔隙結構和高比表面積特點，表面積可達到135.7m2/g。通過循環(huán)伏安和恒電位電化學測試，發(fā)現(xiàn)該納米復合材料具有較高的電化學儲能性能，其比電容高達152F/g，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。本研究為實現(xiàn)高效電化學儲能材料的制備提供了新思路。

該研究表明，使用溶劑熱法可以制備出FeSe2@MoS2納米復合材料，該復合材料具有納米級孔隙結構和高比表面積特點。同時，該納米復合材料表現(xiàn)出了良好的電化學儲能性能，比電容可達152F/g，并具有高的循環(huán)穩(wěn)定性。這表明該納米復合材料有良好的應用前景，能夠用于高效電化學儲能材料的制備和應用。值得指出的是，該研究的成功制備表明，溶劑熱法是一種有效的制備新型電化學儲能材料的方法，為今后的相關研究提供了新思路和方法由于能源和環(huán)境問題的日益突出，電化學儲能技術在新能源應用和能源存儲領域日益受到重視。其中，超級電容器因其高功率密度、長壽命、高充放電速度和安全性等優(yōu)點而成為電化學儲能技術中的重要組成部分。因此，制備高性能的超級電容器材料成為當前研究的熱點之一。

當前常見的超級電容器材料包括活性碳、金屬氧化物、金屬硫化物和碳基材料等。但這些材料普遍具有低的比能量密度和比容量，限制了它們的應用范圍。為了解決這一問題，研究人員開始以新穎的方式探索新型電化學儲能材料，并研究制備方法。

本研究針對電化學儲能材料的制備展開了探索。利用溶劑熱法成功制備了FeSe2@MoS2納米復合材料，該材料具有納米級孔隙結構和高比表面積特點。同時，該納米復合材料表現(xiàn)出了良好的電化學儲能性能，比電容可達152F/g，并且具有高的循環(huán)穩(wěn)定性。這表明該納米復合材料有良好的應用前景，能夠用于高效電化學儲能材料的制備和應用。此外，本研究的成功制備還表明，溶劑熱法是一種有效的制備新型電化學儲能材料的方法，未來可能會有更多的相關研究采用這種方法進行研究。

值得一提的是，本研究的結果還為電化學儲能材料的研究提供了新思路和方法。通過制備FeSe2@MoS2納米復合材料，實現(xiàn)了對儲能材料的功能和性能的有效提升。因此，未來研究人員可以繼續(xù)探索復合材料的制備方法和機制，以尋找更多具有優(yōu)異電化學儲能性能的新型材料。

總之，電化學儲能技術具有廣泛的應用前景，探索新型電化學儲能材料并研究其制備方法具有非常重要的意義。本研究成功制備的FeSe2@MoS2納米復合材料具有良好的電化學儲能性能和應用前景，可以為未來新型電化學儲能材料的研究提供有益的參考除了利用溶劑熱法制備新型電化學儲能材料外，還有其他有前途的方法。例如，采用水熱法、微波法、溶膠-凝膠法等方法，也可以制備出優(yōu)異的電化學儲能材料。此外，納米材料也是一個熱門的研究領域。納米材料具有高比表面積、獨特的電子結構和尺寸效應等優(yōu)點，使其在電化學儲能材料方面具有巨大的應用潛力。

近年來，人們還開始關注生物材料在電化學儲能方面的應用。生物材料具有天然的優(yōu)點，如可再生、可降解和生物相容性等，因此被認為是一種非常有前途的電化學儲能材料。例如，生物多孔材料、碳基生物材料等，已經被證實可以用于超級電容器、鋰電池等電化學儲能器件中。

除了探索新型電化學儲能材料本身，還需要對其性質和性能進行深入的研究。材料的電化學性能是電化學儲能技術中的一個重要指標，包括比電容、循環(huán)穩(wěn)定性、能量密度等。為了實現(xiàn)更好的性能，需要優(yōu)化制備工藝，并對其電化學機理進行深入研究。此外，與其他材料的結合也是研究的一個方向，如碳納米管、石墨烯等，可以更好地提高材料的電化學性能和穩(wěn)定性。

總之，電化學儲能材料的研究和開發(fā)是一個不斷進行的過程。新的制備方法、新的材料、新的機理等領域的發(fā)掘，會不斷推動電化學儲能技術的發(fā)展。未來的研究重點將是深入研究新型材料的電化學行為和特性，探索更加高效的制備方法，并拓展其在各種電化學儲能器件中的應用電化學儲能技術在可再生能源領域具有重要的應用價值，需要不斷開發(fā)和使用新型電化學儲能材料