層狀WS2/GS復合材料的制備及作為鋰離子電池電極的性能研究

董晨初，鄭曉冬

（濱州學院化工與安全學院，山東 濱州 256603)

由于化石能源的匱乏以及日益嚴重的環(huán)境問題，能源是人類在21世紀亟待解決的重大難題之一。由于獨特的二維平面結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的導電性能等諸多優(yōu)點，石墨烯在電化學方面的應用受到了人們的廣泛關(guān)注[1]。近年來，為提高石墨烯的高導電率、高分散性和高溶解性，國內(nèi)外學者采用多種方式來改性處理石墨烯表面[2]。由于磺酸基團具有高親水性，磺化處理可以在提高碳材料分散性的同時，保留其原有性質(zhì)，因此磺化成為碳材料有效的改性方式之一。目前石墨烯基復合材料多通過金屬或金屬氧化物與石墨烯進行復合得到，由于兩者結(jié)構(gòu)的不匹配，導致復合材料的電化學性能難以令人滿意[3]。與MoS2類似的過渡金屬硫化物WS2作為典型的層狀材料，其結(jié)構(gòu)中存在堆疊的片層，可與石墨烯匹配。石墨烯與二維層狀材料MoS2復合后，明顯提高了庫倫效率和循環(huán)穩(wěn)定性[4-5]。為提高復合材料的相容性，本文在反應中加入陽離子表面活性劑，利用其與負電荷的磺化石墨烯(GS)表面的靜電作用，合成了WS2/GS層狀復合材料，并研究了其作為鋰離子電池負極材料的電化學性能。

1 實驗部分

1.1 實驗藥品

石墨粉、硫代乙酰胺、六氯化鎢、十六烷基三甲 基 溴 化 銨（CTAB）、30% H2O2、NaOH、KMnO4、NaNO3、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)(均為分析純)，濃硝酸、濃鹽酸、濃硫酸(98%)。

1.2 實驗流程

1.2.1 磺化石墨烯的制備

于三口瓶中加入2g石墨粉、46mL濃硫酸和1g硝酸鈉，放入冰水浴中反應30 min后，加入6g的KMnO4和 90 mL水，在 98 ℃下反應 30 min，再加入20 mL的30% H2O2，反應2h，離心分離、抽濾后，60℃下真空干燥 24h，得到氧化石墨烯?！?br>