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成果简介

石墨烯和二硫化钼（MoS2）等二维（2D）材料因其高比表面积、潜在的氧化还原活性和机械柔韧性而被广泛研究用于储能，包括超级电容器。然而，由纯石墨烯和MoS2组成的电极由于层状结构的重新填充和导电性差而未能达到其电势。先前已经证明，由石墨烯和MoS2混合物制成的复合电极部分抵消了这些问题；然而，性能仍然受到纳米级混合不良的限制。本文，在曼彻斯特大学MarkA.Bissett等研究人员在《ACSAppl.EnergyMater.》期刊发表名为“Self-Assembled1T-MoS2/FunctionalizedGrapheneCompositeElectrodesforSupercapacitorDevices”的论文，研究通过化学功能化石墨烯形成真正的复合电极，使带负电的表面能够与带正电的1T-MoS2自组装，从而形成交替层结构。然后将这些交替重新封装的2D材料用于生产超级电容器电极，并对其储能性能进行了表征。这种堆叠结构增加了1T-MoS2的层间间距，这通过X射线衍射光谱中（）峰强度的增加来表明。此外，典型的亚稳态1T-MoS2通过与功能化石墨烯的相互作用而稳定，防止其回复到2H相，这是在使用原始石墨烯时观察到的。使用4-溴苯重氮或4-硝基苯重氮对石墨烯进行功能化，后者在与MoS2混合时提供最佳电容。替代层石墨烯-MoS2结构通过拉曼光谱和电子显微镜得到证实，导致高比电容（0.5Ag-1时为Fcm-3）和次循环后保持90%的电容。

图文导读

图1.1T-MoS2/fct-石墨烯复合材料生产流程示意图。

图2.(a)生产的不同复合膜的拉曼光谱，(b)E2g1和A1g峰位置和(c)J1与A1g的强度比的直方图，用于SiO2上的指定样品。(d)2H-MoS2和(e)1T-MoS2的S2p的XPS光谱。(f)1T-MoS2的Mo3d。(g)所示膜的XRD图谱。黑色的()和()峰来自MoS2，而红色的()峰来自石墨烯

图3.石墨烯/1T-MoS2独立式膜在电化学测试前后的形态特征

图4.复合材料的电化学性能

图5.来自这项工作和文献的指定样本的Ragone图

图6.指定复合材料的奈奎斯特图(a)、相位角与频率(b)、阻抗与频率(c)、实电容(d)归一化图、虚电容与频率(e)和(f))EEG/1T、N30/1T和B60/1T的等效电路。R1：ESR，R2：电荷转移电阻，CPE1：双层电容，W1：代表离子扩散到多孔电极中的Warburg阻抗

小结

这项工作表明，fct-石墨烯/1T-MoS2复合材料结合了fct-石墨烯和金属1T-MoS2的优点，使得具有交替层结构的二维材料复合材料有望用于储能。

文献：

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