MoS
2具有吸引人的二維(2D)片狀結構，為雙層電荷存儲提供了大的表面積和高的固有快速離子電導率;因此，它是一種很有前途的電極材料。然而，二維材料往往存在容易堆積的問題，這大大削弱了材料的固有優(yōu)勢。將MoS
2設計成具有大比表面積的花朵形態(tài)，并與石墨烯結合，是解決MoS
2納米片堆積缺陷的可行方法。導電分子(CM)的苯基與芘基形成33.2°的夾角，用于斜支撐石墨烯層，獲得比表面積更大的石墨烯化合物。然后在改性材料表面生成Cu
2S/MoS
2納米球，提供Cu
2S/MoS
2@CM@rGO。在這里，設計并構建了Cu
2S/MoS
2@CM@rGO復合材料作為電池型超級電容器的電極材料。用Cu2S/MoS2@CM@rGO與AC(活性炭)組裝的ASC器件在36.9 Wh kg-1能量密度下的功率密度為981.8 W kg
-1。值得注意的是，當兩個固態(tài)ASCs串聯(lián)在一起時，一個小燈泡可以保持3分鐘的亮度，這表明Cu2S/MoS2@CM@rGO在儲能方面具有很高的潛力。
圖1. Cu
2S/MoS
2@CM@rGO制備原理圖。
圖2. (a)不同放大倍數(shù)下Cu
2O和(b, c) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO的SEM圖像。
(d, e, f) Cu
2O和Cu
2S/MoS
2@CM@rGO的TEM圖像(g, h) HRTEM圖像和(i) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO的SAED圖像。
圖3. (a) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO、Cu
2S@CM@rGO和Cu
2S/MoS2@rGO的XRD圖像。(b) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO、Cu
2S@CM@rGO和Cu
2S/MoS2@rGO的FT-IR光譜。(c) Cu
2S/MoS
2@rGO和Cu
2S/MoS
2@CM@rGO的拉曼光譜。(d, e) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO和Cu
2S/MoS
2@rGO的N
2吸附-解吸曲線及孔徑分布。(f) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO的EDS譜。
圖4. (a) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO的XPS測量譜，(b-f) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO的C1s、S2p、Cu 2p和Mo 3d的XPS譜。
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圖5. (a) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO、Cu
2S/MoS
2@rGO、Cu
2S@CM@rGO和Cu
2O@CM@rGO電極的CV曲線和(b) GCD曲線。(c) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO電極的CV曲線和(d) GCD曲線。(g)Cu
2S/MoS
2@CM@rGO、Cu
2S/MoS
2@rGO、Cu
2S@CM@rGO和Cu
2O@CM@rGO電極及其等效電路的Nyquist圖。附圖顯示了擬合的EIS曲線。(h)最近報道了Cu
2S/MoS
2@CM@rGO與其他rGO基材料的比電容的比較。(i) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO電極循環(huán)性能。
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圖6. 以下電極(a) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO， (b) Cu
2S/MoS
2@rGO， (c) Cu
2S@CM@rGO的陰極峰log i和log v圖。電容和擴散控制對(d) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO，(e) Cu
2S/MoS
2@rGO和(f) Cu
2S@CM@rGO電極在20 mV s
-1下電荷存儲的貢獻。不同掃描速率下電極(g) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO， (h) Cu
2S/MoS
2@rGO，(i) Cu
2S@CM@rGO的電容貢獻和擴散控制貢獻。
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圖7.以下電極(a) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO， (b) Cu
2S/MoS
2@rGO， (c) Cu
2S@CM@rGO的陰極峰log i和log v圖。電容和擴散控制對(d) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO， (e) Cu
2S/MoS
2@rGO和(f) Cu
2S@CM@rGO電極在20 mV s
-1下電荷存儲的貢獻。不同掃描速率下電極(g) Cu
2S/MoS
2@CM@rGO， (h) Cu
2S/MoS
2@rGO， (i) Cu
2S@CM@rGO的電容貢獻和擴散控制貢獻。
相關研究成果由青島大學
Jiangtao Xu和
Jingquan Liu課題組2024年發(fā)表在
ACS Applied Nano Materials (鏈接：https://doi.org/10.1021/acsanm.4c02585)上。原文：
Cu2S/MoS2 Nanospheres on Conductive Molecule Modified Reduced Graphene Oxide for Supercapacitors
轉自《石墨烯研究》公眾號
