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青島大學Jiangtao Xu和Jingquan Liu課題組--超級電容器用導電分子修飾還原氧化石墨烯上的Cu2S/MoS2納米球
       MoS2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勢。將MoS2設計成具有大比表面積的花朵形態,并與石墨烯結合,是解決MoS2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Cu2S/MoS2納米球,提供Cu2S/MoS2@CM@rGO。在這里,設計并構建了Cu2S/MoS2@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ASCs串聯在一起時,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. Cu2S/MoS2@CM@rGO制備原理圖。
 
 
圖2. (a)不同放大倍數下Cu2O和(b, c) Cu2S/MoS2@CM@rGO的SEM圖像。
(d, e, f) Cu2O和Cu2S/MoS2@CM@rGO的TEM圖像(g, h) HRTEM圖像和(i) Cu2S/MoS2@CM@rGO的SAED圖像。
 
 
圖3. (a) Cu2S/MoS2@CM@rGO、Cu2S@CM@rGO和Cu2S/MoS2@rGO的XRD圖像。(b) Cu2S/MoS2@CM@rGO、Cu2S@CM@rGO和Cu2S/MoS2@rGO的FT-IR光譜。(c) Cu2S/MoS2@rGO和Cu2S/MoS2@CM@rGO的拉曼光譜。(d, e) Cu2S/MoS2@CM@rGO和Cu2S/MoS2@rGO的N2吸附-解吸曲線及孔徑分布。(f) Cu2S/MoS2@CM@rGO的EDS譜。
 
 
圖4. (a) Cu2S/MoS2@CM@rGO的XPS測量譜,(b-f) Cu2S/MoS2@CM@rGO的C1s、S2p、Cu 2p和Mo 3d的XPS譜。
 
 
  圖5. (a) Cu2S/MoS2@CM@rGO、Cu2S/MoS2@rGO、Cu2S@CM@rGO和Cu2O@CM@rGO電極的CV曲線和(b) GCD曲線。(c) Cu2S/MoS2@CM@rGO電極的CV曲線和(d) GCD曲線。(g)Cu2S/MoS2@CM@rGO、Cu2S/MoS2@rGO、Cu2S@CM@rGO和Cu2O@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Cu2S/MoS2@CM@rGO與其他rGO基材料的比電容的比較。(i) Cu2S/MoS2@CM@rGO電極循環性能。
 
 
圖6. 以下電極(a) Cu2S/MoS2@CM@rGO, (b) Cu2S/MoS2@rGO, (c) Cu2S@CM@rGO的陰極峰log i和log v圖。電容和擴散控制對(d) Cu2S/MoS2@CM@rGO,(e) Cu2S/MoS2@rGO和(f) Cu2S@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) Cu2S/MoS2@CM@rGO, (h) Cu2S/MoS2@rGO,(i) Cu2S@CM@rGO的電容貢獻和擴散控制貢獻。
 
 
圖7.以下電極(a) Cu2S/MoS2@CM@rGO, (b) Cu2S/MoS2@rGO, (c) Cu2S@CM@rGO的陰極峰log i和log v圖。電容和擴散控制對(d) Cu2S/MoS2@CM@rGO, (e) Cu2S/MoS2@rGO和(f) Cu2S@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) Cu2S/MoS2@CM@rGO, (h) Cu2S/MoS2@rGO, (i) Cu2S@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 XuJingquan Liu課題組2024年發表在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


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