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二硫化钼-硫掺杂石墨烯纳米片二维复合材料(MoS2/SG)的结构表征(图文导读)
发布时间:2021-04-02     作者:zzj   分享到:

二硫化钼-硫掺杂石墨烯纳米片二维复合材料(MoS2/SG)的高容量钠离子电池负极。低层数二硫化钼与掺杂在石墨烯上的硫原子之间具有协同耦合作用,使得掺杂硫原子的电子云从SG向MoS2 偏移。该方法通过共价掺杂的硫原子将MoS2和SG这两种二维材料更紧密的结合在一起,从而抑制了二硫化钼在钠离子嵌入脱出时导致的结构破坏并提高了材料的导电性,显著提高了复合材料电极的循环寿命及倍率性能。在1A g-1的电流密度下循环充放电1000圈后复合材料电极的可逆容量保持率仍高达85%。

1 MoS2/SG 复合材料的结构示意图

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2 MoS2/SG 复合材料的形貌表征

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A)MoS2/SG的SEM图像,

B, C, D)MoS2/SG 的 TEM 图像

3 MoS2/SG的结构表征

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(A)MoS2/SG 复合结构的HRTEM 图像

(B)MoS2/SG 的XRD 图谱

(C)MoS2/SG 复合材料的EDX Mapping 图像

(D)MoS2/SG 复合材料的 TGA-DTG曲线

4 MoS2/SG 复合材料的电化学表征

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(A)MoS2/SG 复合材料电极的CV 测试曲线

(B)MoS2/SG 复合材料电极的充放电测试曲线

(C)MoS2/SG 复合材料电极的循环性能和库伦效率曲线

(D)循环测试后的MoS2/SG 复合材料的形貌及组分表征

5 MoS2/SG复合材料的协同效应示意图

 image.png

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(A)MoS2, SG 和MoS2/SG 的S 2p的核心级XPS光谱

(B)MoS2, SG 和MoS2/SG 的Mo 3d的核心级XPS光谱

(C)MoS2/SG 界面上掺杂硫原子的电子云偏移的示意图

6 MoS2/SG复合材料的长循环和倍率性能

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(A)3.0-0.005V 下的MoS2/SG 复合材料电极的长循环测试曲线

(B)3.0-0.4V 下的MoS2/SG 复合材料电极的长循环测试曲线

(C)不同电流密度下的MoS2/SG 复合材料电极的充放电测试曲线

(D)0-0.005V 下的MoS2/SG 复合材料电极的倍率性能

MoS2/SG 复合材料并将其应用于钠离子电池的应用中。利用掺杂硫原子将二硫化钼和硫掺杂石墨烯桥接在一起的方法制备出具有稳健架构的复合材料,显著提高了复合材料的结构稳定性与导电性。这项工作拓宽了设计层状过渡金属氧化物、硫化物等钠离子负极材料的研究思路。

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