过渡金属硫化物_石墨烯复合纳米结构设计及储锂性能研究

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1、１０２８０中图分类号：单位代号：１２密级：公开学号：４８６００３上洛大＾＿博士学位论文ＳＨＡＮＧＨＡＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ题过渡金属硫化物／石墨燦复合纳米结构设计及储锂性能研究叫作者ＮＧＵＹＥＮＴＲＯＮＧＡＮＨ（阮仲英）学科专业环境工程导师焦正教授完成日期２０１７年０４月上海大学博士学位论文上海大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合上海大学博士学位论文质量要求。答辩委员会签名：ｙ主任：委

2、员：导师＾ｘ答辩曰期：＾ａ上海大学博士学位论文原创性声明。本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研宄工作除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己发表或撰写过的研究成果一工作的其他同志对本研究所做的。参与同任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。，日期－ｎ签名：枝中麥：Ｓ本论文使用授权说明、：本人完全了解上海大学有关保留使用学位论文的规定，即？学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在

3、觯密后应遵守此规定）ｉ（－－签名：曰期：＾ｆ６：％仲英导师签名７６ＩＩＩ上海大学博士学位论文上海大学工学博士学位论文过渡金属硫化物／石墨烯复合纳米结构设计及储锂性能研究姓名：ＮＧＵＹＥＮＴＲＯＮＧＡＮＨ（阮仲英）导师：焦正教授学科专业：环境工程上海大学环境与化学工程学院２０１７年０４月ＩＶ上海大学博士学位论文ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄｔｏＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｉｎＥｎｖｉｒｏｎ

4、ｍｅｎｔａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＬｉｔｈｉｕｍＳｔｏｒａｇｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＴｒａｎｓｉｔｉｏｎＭｅｔａｌＳｕｌｆｉｄｅ／ＧｒａｈｅｎｅＮａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｐＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰｈ．ＤＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＮＧＵＹＥＮＴＲＯＮＧＡＮＨＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈｅｎＪａｏｐｇｉＭａｏｒ：ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｇｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒ

5、ｉｎｇｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｒｉｌ２０１７ｐ，Ｖ上海大学博士学位论文摘要２１进入世纪以来，环境污染和能源短缺问题日益严重，迫切需要开发利用各种清洁型一、节约型能源。锂离子电池作为种绿色环保能源己广泛应用于各种器件的电源，但是在锂离子电池的发展过程中，提高锂离子电池的比容量和循环寿命仍然是电极材料研宄所面临的主要问题。过渡金属硫化物和石墨烯因其独特的结构具有众多优异的物理化学特性。基于两者在晶体结构和微观形貌上的匹配性和电学性能上的互补性，其复合材料能够最大程度地显示二者之

6、间的协同效应，作为锂离子电池负极材料不仅具有高的电化学贮锂可逆容量，而且具有优异的循环性能和好的高倍率充放电特性。本论文旨在为满足高性能锂离子电池的需求，基于石墨烯与过渡金属硫化物之间的交互作用原理合成系列具有新型结构的、适于能量存储的石墨烯／过度金属硫化物纳米材料。探索纳米结构复合材料的形成机理，并研究电极形貌结构等参数对于其电化学性能的影响。论文的主要研究结果如下：一ＧＯ１．通过种Ｓｉ〇２辅助水热法合成了Ｍ０Ｓ２／还原氧化石墨燦（ＭｏＳ２／ｒ），ｉ０含量对复合材料的形貌和电性能影响。Ｓ插层复合材料研宄

7、了添加Ｓ２的ｉ０２作为结构引导剂，可调控Ｍ〇Ｓ２的层数，而无需添加任何含碳原料避免无定型ｏＳ／ｒ－碳的引入。Ｍ２ＧＯ插层复合材料的结构和形貌特征表明，＼１〇５２呈单层或２４￣，均匀分散在石墨烯的表面〇５７１１７层的高度剥离结构，＼４２的层间距扩大至０．．ｎｍ，Ａ２６０５ｍ。电化学测试表明复合材料在ｌＯＯｍ／ｇ时的首次可逆容量为１．Ａｈ／ｇ，５０次循环后容量保持率９４．９％。此外，即使在１０００ｍＡ／ｇ的高电流密度下，容量也可达到９８８．３ｍＡｈ／ｇ。ＭｏＳ２／ｒＧＯ插层复合材料的优异的电化学性能可归因〇Ｓ石

8、墨烯的结构以及从石墨烯到Ｍ〇Ｓ２的部分电子转移的极好匹配，于层状Ｍ２和这将使Ｍ〇Ｓ２／ｒＧＯ复合材料用于可逆锂储存的协同相互作用最大化。２．通过Ｓｉ０２辅助水热法成功地合成了Ｎｉ３Ｓ