二硫化鎢-炭氣凝膠複合材料製備超級電容器

超級電容器是近幾年發展較快的一種介於傳統電容器和二次電池之間的新型儲能器件，兼具二者的優點——比傳統電容器更高的能量密度，同時比各種二次電池更高的功率密度，這使得其在新能源汽車領域受到了廣泛的關注。

超級電容器的性能主要受限於電極材料和電解液體系，特別是電極材料的比表面積和電導率對超級電容器的性能影響顯著。作為超級電容器有效的活性電極材料，過渡金屬硫化物二硫化鎢成為了被重視研究的物件。例如單層納米二硫化鎢。

國內外學者研究下明，單層納米二硫化鎢具有良好的催化活性，比碳基材料具有更高的理論比電容，比一般的氧化物具有更好的離子導電性能。然而，以過渡金屬硫 化物為電極材料的法拉第准電容器的迴圈穩定性相對較差，嚴重損害了電容器的使用壽命，影響了該材料在能源領域的進一步應用。

在超級電容器領域，氣凝膠方案是最具前景的電極製造方案。一直以來，氣凝膠的主要材料是碳，炭凝膠具有導電性好、比表面積大、密度變化範圍廣等特點，是製備雙電層電容器的理想電極材，但是炭氣凝膠的缺陷是原材料昂貴、製備工藝複雜、生產週期長、規模化生產困難。

以二硫化鎢-炭氣凝膠複合材料製備超級電容器電極具體包括以下步驟：

(1)將集流體泡沫鎳片清洗乾淨、乾燥，備用；

(2)採用溶膠-凝膠法製備炭氣凝膠；

將甲醛和間二苯酚按照摩爾比為2:1溶解在50～100ml的二次蒸餾水中，經氨水 (含氨量25％～28％)調節pH值至6.5～7.0，在85℃的水浴中反應24h，經離心洗滌得到沉 澱，乾燥後備用；

(3)取0.012～0.075g步驟(2)製備的炭氣凝膠，超聲分散在20～30mL二次蒸餾水 中，得到均勻的炭氣凝膠分散液；

(4)將WS₂固體粉末在球磨機中研磨2～4h，在95％～98％的濃硝酸中，85～95℃條件下回流10～16h，用二次蒸餾水洗滌至中性，過夜乾燥；

(5)取0.048～0.6g步驟(4)中處理過的WS₂，超聲分散在20～30mL二次蒸餾水中得到WS₂分散液；

(6)將步驟(3)制得的炭氣凝膠分散液緩慢的滴加到步驟(5)制得的WS₂分散液中，不斷攪拌，並用二次蒸餾水稀釋至70～90mL，持續攪拌0.5～3h，得到混合溶液；

(7)將步驟(6)制得的混合溶液轉移至水熱反應釜，並將步驟(1)備用的泡沫鎳片浸入其中，進行水熱反應;

(8)待步驟(7)水熱反應結束後，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳、洗滌、真空乾燥，得硫化鎢-炭氣凝膠複合材料。

將二硫化鎢與穩定性好的炭氣凝膠複合，在泡沫鎳的範本輔助作用下，通過協同作用發揮其良好的電化學性能，但唯一不足的是，整個制取過程時間稍長，在時間就是金錢的當下，研究成果還需進一步推進。

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