任建山开题报告.doc

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1、淮阴工学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：任建山学号：专业：化学工程与工艺设计(论文)题目：硫化钴的制备及其电容性能指导教师:冯良东2015年3月10日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述1超级电容器[1]概述超级电容器(Supercapacitor)，也就是电化学电容器，其不同于二次电池和传统电容器，是一种新型的、具有显著优势的储能元件它具有高功率密度、超大电容量、价格低廉、优异的瞬时充放电性能、且循环寿命长等优点，可满足多

2、领域需求，在混合动力源启动动力源等方面应用前景广阔，受到人们广泛关注。相对于传统电容器，超级电容器具有更高的比能量，其容量可高达到数千法拉，能量密度是传统电容器10倍以上。超级电容器不同于电池，在很多方面，它的性能明显优于电池。用纳米材料构建的超级电容器具有大功率密度、高充放电容量等显著优势，并且超级屯容器可在额定电压内任意充电并且能完全放出。另外，超级电容器充放电循环次数高达数十力次，可快速充电，且反复传输高功率脉冲对寿命无影响，这些方面都是电池无法比拟的[2]。超级电容器结合了电池和传统电容器的优点，显示出

3、自身优异的特性。随着研究的不断深入和发展，超级电容器在通讯科技、电子信息技术、家用电器、数码电子产品、电动汽车、航空航天技术以及国防科技等领域将得到更广泛的应用。由此可见，超级电容器具备很高的研究价值和广阔的应用前景。2硫化钴在超级电容器中的应用超级电容器采用何种电极材料是影响其性能的关键因素，若想提高超级电容器的性能，发展新型的电极材料至关重要[3]。具有多种化学计量比的硫化钴(Co1-xS，CoS，CoS2，Co3S4，C09S8)由于其独特的光电、磁性和电化学性能吸引了众多研究者的研宄[4]-[6]。近年

4、来，钴基化合物材料在太阳能电池、超级电容器、锂离子电池等领[14]域显示了毕业设计（论文）开题报告巨大的应用前景。当钴基化合物作为超级电容器的电极材料时，钴基化合物在电解液中发生法拉第氧化还原反应，是钴离子不同价态(2价，3价，4价)之间的转化反应，通过H+脱嵌来储能。除了材料的形貌对于电极的电化学电容性能起着重要的影响，材料的导电性能对于电极的电化学电容性能也起着重要的作用。因此，对于通过其它的方式提高材料的导电性，科研工作者进行了大量的研究。例如Wang等人将CoS纳米颗粒与石墨烯复合，来提高材料的导电性，

5、对比CoS纳米颗粒电极，复合后的材料导电性明显提高，同时材料的电化学电容性能及循环稳定性能也得到了提高。硫化钴[7]在电容器中作为一种较为理想的热电池正极材料，它具有以下优点：（1）自身的电阻率低，其电阻率为0.002Ω·cm，远远低于FeS2的17.7Ω·cm，从而降低了电池的欧姆极化；（2）化学稳定性好，高温时不与LiCl-KCl等低共熔盐电解质反应；（3）分解温度高，其分解温度超过了725℃，可作为长寿命热电池的正极材料。世界上许多国家均研究过CoS，在20世纪90年代中期，美国的NorthropGrum

6、man公司发现了CoS材料并将其用于热电池，其具有较好的放电性能，有希望取代FeS2成为新型的热电池正极材料。孙淑洋采用CoS正极材料装配成热电池，其脉冲放电时内阻与FeS2相比降低了大约40%，其大电流放电、开路搁置等性能均优于FeS2体系。这是由于CoS不仅具有良好的电子导电性，使电池的欧姆电阻较小，而且多孔结构的CoS比表面较大，大电流放电时电化学极化较小。对LiSi-CoS体系热电池的研究表明：多孔结构的CoS材料电阻小、大电流放电性能好，非常适用于长寿命、高比功率热电池。3硫化钴的制备方法制备CoS的

7、常用方法是水热法。水热法[8]（Hydrothermal）是以水作为反应介质，将反应物置于密闭的反应釜内，进行加热，从而使反应环境产生高温、高压，将难溶或不溶的物质溶解掉，令其以溶液的形式参与化学反应进而结晶的方法。目前对于硫化钴的制备主要有BaoShujuan[9]等人用水热法制备出了硫化钴纳米线，研究了其作为超级电容器材料的电容量和导电性能，单位比电容达到508F·g-1，快要接近比电容最好的RuO2，但是其价格更为低廉，所以CoS纳米材料有望用于制备高性能的超级电容器。毕业设计（论文）开题报告按照1:1的

8、物质的量比准确称量CoCl2·6H2O和硫脲[10]，将其溶解于100ml二次水中用磁力搅拌器搅拌30min，待搅拌均匀得到粉红色澄清透明的溶液后，将液体转到50ml聚四氟乙稀内衬的反应爸中，150℃水热反应24h，待反应釜自然冷却到室温后，离心收集反应釜中的黑色沉淀，并用二次水和乙醇分别清洗三次，为了避免产物氧化，所得样品在真空干燥箱中60℃干燥10h。实验流程如图4.1[11]所示