電化學(xué)沉積制備高比電容鐵鈷復(fù)合硫化物超級(jí)電容材料*

吳路晶，劉曉彤，孫 怡，秦占斌，高 杰，高 筠

（華北理工大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，河北 唐山 063210）

金屬硫化物[1-3]是新興的超級(jí)電容器材料，具有低成本、快速的傳質(zhì)速度和良好的穩(wěn)定性，有助于快速的氧化還原反應(yīng)和更高的比電容。二元金屬硫化物由于具有更豐富的氧化還原反應(yīng)，更好的電導(dǎo)率[4]，兩種金屬元素之間的協(xié)同作用和更高的比電容，因此，其化學(xué)性質(zhì)比一元金屬硫化物更好，電導(dǎo)率是一元金屬硫化物的幾到幾十倍[5]。合成金屬硫化物的大多數(shù)方法是水熱和電化學(xué)沉積方法。而對(duì)二元金屬硫化物的研究大多集中在過渡金屬Ni、Mn和Co上，對(duì)鐵的研究卻很少。研究人員將視線放在更為感興趣的 FeS2、Fe2O3和 FeCo2O4上[6-11]。研究表明，當(dāng)用于超級(jí)電容器時(shí)，一元硫化鐵的性能優(yōu)于一元氧化鐵。硫的引入可以產(chǎn)生比氧更柔性的結(jié)構(gòu)，并且硫具有比氧更低的電負(fù)性，金屬硫化物具有更快的氧化還原反應(yīng)速率和更高的電子電導(dǎo)率[12]。以此同時(shí)二元氧化鐵的性能明顯優(yōu)于一元氧化鐵。現(xiàn)在二元鐵氧化物的比電容已經(jīng)很高，這進(jìn)一步表明二元鐵硫化物的性能會(huì)更高。在此基礎(chǔ)上，我們研究了二元鐵鈷硫化物并探討其電化學(xué)性能。

在本工作中，通過電化學(xué)沉積方法以泡沫鎳為基材合成了鐵鈷復(fù)合硫化物。與水熱法相比，電化學(xué)沉積時(shí)間更短，操作更方便[13]。泡沫鎳是一種具有高電導(dǎo)率的多孔基材，近年來受到越來越多的關(guān)注[14]。當(dāng)材料在鎳泡沫上生長(zhǎng)時(shí)，鎳泡沫被用作承載材料并且不與材料發(fā)生反應(yīng)的基材，不僅可以提供更多的活性位點(diǎn)來促進(jìn)電解質(zhì)離子的接近，而且沒有粘合劑的材料也可以進(jìn)一步改善超級(jí)電容器的性能[15-17]。……