过渡金属硫化物与石墨烯复合纳米材料的合成及其电化学储锂性能

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1、论文作者签指导教师签论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4．委员5：答辩日期：．Facilesynthesisoftransitionmetalsulfides／graphene．．．nanocompositesandtheirelectrochemicalpropertiesfor．．revisiblelithiumstorageAuthor’Ssignature：Supervisor’Ssignature：ExternalReviewers：ExaminingCommitteeChairperson：

2、ExaminingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。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已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝婆太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名嵌f虱铀签字日期．勿膨年学位论文版权使用授权书，>阳7日本学位论文作者完全了解滥婆太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁

3、盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名<葭签字日期：劲膨年衫挚擘弼则√、I勿一，日刚叶摘要摘要石墨烯具有优异的导电性、高的电子迁移率、大的比表面积、好的柔韧性等独特的性质，在纳米电子器件、电化学储能和能源转换等领域具有广泛的应用。最近，其他2D纳米片材料(如过渡金属硫化物，TMDs)也引起了人们的极大研究兴趣。与体相材料相比，这些2D过渡金属硫化物纳米片材料显示不寻常的物理和化学特性，使其在场效应

4、晶体管、光电子器件、锂离子电池电极材料等方面具有重要应用前景。本论文用溶剂热或水热方法制备了cos√石墨烯和类石墨烯过渡金属硫化物(MoS2，SnS2)／石墨烯的复合纳米材料，研究其制备条件对过渡金属硫化物／石墨烯复合纳米材料的微观结构和电化学储锂性能的影响，讨论了复合纳米材料的形成机理及其电化学性能增强的原因。通过对制各条件的优化，最后所制备的过渡金属硫化物／石墨烯复合纳米材料具有高的电化学储锂可逆容量、优异的循环性能和高倍率充放电特性。采用十六烷基溴化铵(cTAB)阳离子表面活性剂协助的水热方法和随后的热处理制备了类石墨烯MoS2／石墨烯(GL．MoS2／G)复

5、合材料，并用XRD，FESEM，HRTEM和Raman光谱对其进行了表征，研究了CTAB的不同浓度对复合材料的微结构及其电化学储锂性能的影响。结果表明：MoS2片的层数随着CTAB浓度的增加而减少。在CTAB浓度为O．01．0．03M时，GL．MoS2／G复合材料为少层数结构，而当浓度增大到0．05M时，复合材料为单层结构。在CTAB的浓度为O．01—0．02M时水热制备的GL．MoS2／G复合材料比其他样品具有更高的可逆比容量(940．1020mAh／g)，更好的循环稳定性和高倍率充放电性能。GL．MoS2／G复合材料电化学储锂性能的增强是由于GL．MoS2与石墨

6、烯二者之间的协同效应、以及准3D的多孔复合材料结构。通过一步溶剂热合成法制备硫化钴／石墨烯复合材料纳米片。通过XRD，SEM和TEM表征可知，球状的硫化钴颗粒的平均粒径约为150nm，由混合相CoS2，CoS和c09S8组成，并高度分散在卷曲的石墨烯上。硫化钴颗粒通过有选择性的成核与生长以高度一致的形貌和尺寸分布在GOS表面。所制备的硫化钴／GNS复合物展现了在100mA／g的电流密度下有高达1018mAh／g的可逆电化学储锂容量。而且，在50次循环后期可逆容量仍保持在950mAh／g以上，同时具有优异浙汀大学硕士学位论文的循环稳定性和高倍率充放电性能。复合材料其显

7、著的电化学性能可能归功于其强有力的复合结构以及石墨烯好的导电性，高的电荷迁移率，大的比表面积和好的柔韧性。通过改变L．半胱氨酸在水热过程中的量来制备SnS2．Sn02／G复合材料，并研究其晶体结构以及电化学性能。结果发现：水热过程中"-3L．cys的量较少时(Sn4十：L．cys=l：1)，Sn4+反应得到主要是Sn02，由于Sn02-9石墨烯间并没有较强的相互作用，使得它们的协同效应较差，从而影响其电化学性能，在测试其电化学循环性能时可得到，该材料在50次循环后容量仅为483．5mAh／g，容量保持率仅有55．1％。而在水热过程中L—cys的量较大时(Sn4+