二硫化鎢-活性炭複合材料

在能源領域，超級電容器是近年來一種新興的且發展迅速的，性能介於傳統電容器和二次電池之間的新型儲能裝置，具備高功率，充放電速率快、迴圈壽命長、工作溫度範圍寬、安全性能好和經濟環保等特點，因而在各個方面都有廣泛的應用。

電極材料和電解液體系決定了超級電容器的電容性能，電極材料的主導作用尤其突出。過渡金屬二硫化物作為超級電容器的電極材料必須具有以下特點：①二硫化物中的金屬離子必須有兩個或兩個以上的氧化態共存，但又不至於引起相變；②質子能夠通過還原反應自由的出入二硫化物晶格。

二硫化鎢（WS₂）作為過渡金屬二硫化物的典型代表，是以 S-W-S夾心層為基本結構單元的。在夾心層中，每個W原子與6個S原子以共價鍵結合，而層與層之間僅以弱的范德華作用力結合。正是這種層與層之間弱的范德華作用力，使得層間被拓展開，提供了離子及其它客體的嵌入的可能。研究表明，WS₂的片層結構有利於能量存儲， 比一般的氧化物具有更好的離子導電性能，比碳基材料具有更高的理論比電容。然而，相對於石墨烯、碳納米管、活性炭等材料，WS₂的導電性能較差，這使得它的比電容相對較低，該材料在能源領域的進一步應用就需要用得複合。

有學者採用二硫化鎢與炭複合，製成二硫化鎢-活性炭複合材料，其操作過程包括：

（1）將二硫化鎢WS₂固體粉末在球磨機中研磨2～4 h；

（2）將步驟（1）中WS₂ 0.1~0.3 g超聲分散在20~40 mL二次蒸餾水中得到WS2分散液；

（3）取0.01~0.03 g 活性炭AC加入20~40 mL二次蒸餾水，經超聲分散得到均勻的活性炭分散液；

（4）將步驟（3）中的活性炭分散液緩慢的加入到步驟（2）WS2分散液中，用二次蒸餾水稀釋至60～80 mL，持續攪拌1～2 h；

（5）將上述步驟（4）得到的混合溶液轉移至水熱反應釜中進行水熱反應，反應溫度為160~200 ℃，反應時間為24~48 h；

（6）待步驟（5）水熱反應結束後，將反應液自然冷卻至室溫，離心、洗滌、乾燥，即得到二硫化鎢-活性炭複合材料；

（7）將泡沫鎳片清洗乾淨，乾燥，備用；

（8）將上述製備的二硫化鎢-活性炭複合材料與炭黑、聚四氟乙烯粘合劑 按品質比為70～80:10～20:5～15混合均勻，研磨成薄膜後，塗在步驟（7）備用的泡沫鎳片 表面，乾燥，即得二硫化鎢-活性炭複合材料。

該電極材料，具有大的比電容和高的電化學穩定性，迴圈使用壽命長，而且製備方法簡便、快速，成本低，環境友好，具有較好的應用前景。

• < 前一頁
• 下一個 >