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不同分布的原位薄碳层包覆空心硫化钴纳米笼的制备及在超级电容器的应用
目前，硫化钴在能源储备和能源转化领域展现出潜在的利用价值。但是其较差的循环稳定性和倍率性能制约了它的实际应用。近日，重庆大学化学化工学院马利教授（点击查看介绍）团队，利用ZIF-67菱形十二面体为前驱体，通过简单调控硫化时间以及后续碳化处理，成功制备出不同分布的原位薄碳层包覆的空心硫化钴纳米笼。通过相关物理表征，对于简单调控硫化时间得到不同分布薄碳层的硫化钴合成机理进行系统的讨论。同时对比测试了3种得到的空心硫化钴纳米笼的电化学性能，得出了CoS2-C@TCL展现出的优异的电容性能的原因在于：1）内外连通的薄碳层不仅可以作为每个CoS2颗粒之间的桥梁，提供电子和离子的传输通道，而且可以增加整体材料的导电性。2）在循环过程中，薄碳层由于机械和电化学稳定性，有效的防止CoS2在循环过程中的溶解和团聚而造成的容量衰减。3）多孔的纳米壳和中空的结构，增大了电极材料的比表面积，更好的实现电极表面的快速氧化还原反应。该项工作可以拓展到其他薄碳层包覆的空心金属硫化物的制备，为构建高性能的超级电容器提供了新的思路。
图1 CoS2@TCL (a to c), CoS2 (d to f) 和CoS2-C@TCL (g to i)的TEM图（J. Power Sources, 2017, 341, 294-301）。
图2 CoS2-C@TCL//AC电容器 的CV曲线（a），恒流充放曲线（b），循环曲线（c）和功率密度，能量密度曲线（d）（J. Power Sources, 2017, 341, 294-301）。
该项研究成果近期发表在《J. Power Sources》，论文的第一作者是重庆大学的博士研究生金梦和西南大学的博士研究生陆世玉。
该论文作者为：Meng Jin, Shi-Yu Lu, Li Ma, Meng-Yu Gan, Yao Lei, Xiu-Ling Zhang, Gang Fu, Pei-Shu Yang, Mao-Fa Yan
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316317050
Different distribution of in-situ thin carbon layer in hollow cobalt sulfide nanocages and their application for supercapacitors
J. Power Sources, 2017, 341, 294-301, DOI: 10.1016/j.jpowsour.2016.12.013
导师介绍
马利教授
http://www.x-mol.com/university/faculty/18625