MoO2與NiO微納結構的調控及其電容性能.pdf

1、近年來，半導體微納材料因具有表面與界面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等性能，因此在超級電容器等方面具有廣泛的應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用受到了廣泛的關注，因為它具有存儲能量大、價格低廉、質量輕等特點，尤其是多個電荷價態(tài)有利于氧化還原反應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電性高化學穩(wěn)定性以及較高的理論比電容而成為廣泛關注的超級電容器

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性質。
　　本研究主要內容包括：⑴采

3、用水熱法制備MoO2納米顆粒和MoO2/GO復合物，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性質的測試。與MoO2納米顆粒和MoO2/GO復合物相比，MoO2/GO/Ag納米材料表現(xiàn)出最佳的電化學性能，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。銀耳狀結構的NiO是由超薄的納米片組成的，加入導電支架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表面沉積具有高導電性的Ag顆粒之后，構成NiO/GO/Ag異質結構。研究結果表明NiO/GO/Ag電極具有較高的電化學性能，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