常州大学《Dalton Trans》:一步法制备NiMoS4/石墨烯复合材料,用于高性能混合超级电容器。

综上所述,通过简单的一步水热法制备了一种基于Co掺杂的非晶态NiMoS4和rGO纳米复合材料的新型电极材料。经过比较,这项工作证明了NiMoS4基电极材料的高速率性能和长循环稳定性可以通过Co掺杂和rGO修饰在混合超级电容器的应用中得到有效改善。

成果简介

常州大学《Dalton Trans》:一步法制备NiMoS4/石墨烯复合材料,用于高性能混合超级电容器。

混合电容器的电化学性能受到体相缓慢充放电的严重影响。本文,常州大学Jingjing Yuan等研究人员在《Dalton Trans》期刊发表名为“Co-doped amorphous NiMoS4modifiedwithrGOforhigh-rateperformanceandlong-cyclingstabilityofhybridsupercapacitors”的论文,研究通过简单的一步水热法制备了用还原氧化石墨烯(rGO)改性的Co掺杂非晶NiMoS4,并获得了Co掺杂的NiMoS4/rGO纳米复合材料(Ni1−xCoxMoS4/rGO)具有高比表面积,实现了从本体到表面的氧化还原反应

由于Co的掺杂具有丰富的氧化还原活性位点,以及具有高导电性和稳定结构的rGO片的支持,与氧化针状焦(NCO)阴极组装的Ni1-xCoxMoS4/rGO阳极在968.3 W kg-1的功率密度下显示出28.9 W h kg-1的优异能量密度。此外,该混合超级电容器显示出卓越的循环性能,在10 000次循环后容量保持率达到92.4%。Co掺杂的NiMoS4/rGO纳米复合材料的构建为提高非晶态NiMoS4的活性和稳定性提供了一个有效的策略,用于高性能混合超级电容器。

图文导读

常州大学《Dalton Trans》:一步法制备NiMoS4/石墨烯复合材料,用于高性能混合超级电容器。

图1、 Ni1-xCoxMoS4/rGO的制备工艺示意图。

常州大学《Dalton Trans》:一步法制备NiMoS4/石墨烯复合材料,用于高性能混合超级电容器。

图2、(a)GO、rGO、NiMoS4、NiMoS4/rGO、Ni0.7Co0.3MoS4/rGO、Ni0.5Co0.5MoS4/rGO、Ni0.3Co0.7MoS4/rGO和CoMoS4/rGO的XRD图谱;(b) GO、rGO、NiMoS4和Ni0.7Co0.3MoS4/rGO的拉曼光谱;(c) Ni0.7Co0.3MoS4/rGO的N2吸附-解吸等温线;(d) NiMoS4和Ni0.7Co0.3MoS4/rGO的Barrett–Joyner–Halenda孔径分布图。

常州大学《Dalton Trans》:一步法制备NiMoS4/石墨烯复合材料,用于高性能混合超级电容器。

图3、(a)NiMoS4和(b)Ni0.7Co0.3MoS4/rGO的SEM图像;(c)NiMoS4和(d)Ni0.7Co0.3MoS4/rGO的TEM图像

常州大学《Dalton Trans》:一步法制备NiMoS4/石墨烯复合材料,用于高性能混合超级电容器。

图4.(a/b) NiMoS4、NiMoS4/rGO、Ni0.7Co0.3MoS4/rGO、Ni0.5Co0.5MoS4/rGO、Ni0.3Co0.7MoS4/rGO和CoMoS4/rGO电极在5 mV s-1的CV曲线和GCD曲线。(c/d) Ni0.3Co0.7MoS4/rGO电极在5-50 mV s-1扫描速率下的CV曲线和1-2g-1的GCD曲线。(e) Ni0.3Co0.7MoS4/rGO电极的阳极峰值电流密度的变化与扫描速率的平方根有关(f) Ni0.3Co0.7MoS4/rGO电极在不同扫描速率下的贡献率。(g) NiMoS4/rGO、Ni0.7Co0.3MoS4/rGO、Ni0.5Co0.5MoS4/rGO、Ni0.3Co0.7MoS4/rGO和CoMoS4/rGO电极的Nyquist图(h) Ni0.7C0.3MoS4和Ni0.7Co0.3MoS4/rGO电极的循环性能。

常州大学《Dalton Trans》:一步法制备NiMoS4/石墨烯复合材料,用于高性能混合超级电容器。

图5.(a)Ni0.7Co0.3MoS4/rGO//NCO HSC装置示意图。(b) Ni0.7Co0.3MoS4/rGO和NCO电极在10mV s下的CV曲线−1.(c)HSC装置在不同电压窗口中10 mV s-1的CV曲线(d) HSC装置在不同扫描速率下的CV曲线。(e) HSC器件在不同电流密度下的GCD曲线。(f) 组装HSC的Ragone图和报告的文献。(g)HSC器件在10A g-1时的循环稳定性(h) 循环前后HSC的奈奎斯特曲线。

小结

综上所述,通过简单的一步水热法制备了一种基于Co掺杂的非晶态NiMoS4和rGO纳米复合材料的新型电极材料。经过比较,这项工作证明了NiMoS4基电极材料的高速率性能和长循环稳定性可以通过Co掺杂和rGO修饰在混合超级电容器的应用中得到有效改善。

文献:https://doi.org/10.1039/D2DT02755K

常州大学《Dalton Trans》:一步法制备NiMoS4/石墨烯复合材料,用于高性能混合超级电容器。

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