Page 172 - 《精细化工》2022年第3期

·594· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

最终得到 MnS 和 MnS@C 复合材料。
1.4 结构与形貌分析
样品的 N 2 吸附-脱附等温线采用比表面积分析
仪在 77 K 下进行测量，测量前先将样品于 140 ℃、
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1×10 Pa 下脱气 4 h 以上，样品的孔容由相对压力
（p/p 0 ）=0.99 处单点吸附容量而定，采用 Brunauer-
Emmett-Teller（BET）法计算比表面积。样品物相
利用 XRD 分析，铜靶作为目标，40 kV 的管电压，
40 mA 的管电流，连续扫描范围为 2θ=10°~90°，扫

描步长为 0.02°，扫描速度为 4 (°)/min。样品拉曼光
图 1 MnS 和 MnS@C 复合材料的 XRD（a）及拉曼谱图（b）
谱采用显微共焦拉曼光谱仪，785 nm/532 nm 半导体
Fig. 1 XRD patterns (a) and Raman spectra (b) of MnS
激光器进行测量。样品中不同层面上元素化学价态利 and MnS@C composites
用 XPS 进行分析，采用 Al 靶的 K α 射线
（hv=1486.6 eV）作为放射源，结合能为 50 eV，测 由图 1a 可知，MnS@C 复合材料所得到的衍射
试功率为 250 W。采用 XPS Peaks 软件对 XPS 谱图 峰均与 MnS 的晶面一致，为典型的立方岩盐型结
进行分析，利用 Lorentzian-Gaussian 方程对得到的 构。此外，在 2θ=24.4°附近有 1 个较宽的特征吸收
XPS 峰进行退卷积法分峰拟合。样品的形貌分析采 峰，归属于非晶态碳的(002)晶面。由图 1b 可以看出，
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用 FE-SEM 测试，样品的元素分布面扫描是在带有 两者在 627 cm 处出现一个较强的特征峰，这归属于
能谱分析仪（EDS）的 FE-SEM 上进行测试。样品 Mn—S 键的伸缩振动 [17-18] 。MnS@C 复合材料大约在
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的形貌分析和选区电子衍射斑（SAED）的收集采用 1346 和 1586 cm 处有两个明显的峰，分别归属于碳
TEM 测试。 质材料的特征 D 带和 G 带 [19] 。
1.5 电化学性能测试 样品的 XPS 谱图见图 2。由图 2a 可知，MnS@C
电极极片由活性物质、乙炔黑和聚偏氟乙烯按 复合材料中存在 Mn、O、C 和 S 元素。由图 2b 可知，
质量比 8∶1∶1 混合而成，以锂片为对电极，1 mol/L 在 643.1 eV 处出现特征峰，可确定为 MnS@C [20] 中的
LiPF 6 （溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲酯 C—S—Mn。由图 2c 中知，在 161.7 和 162.9 eV 处有
的体积比为 1∶1∶1）为电解液，聚丙烯膜为隔膜， 两个特征峰，证明碳材料表面存在 MnS [21] ，而 168.5 eV
泡沫镍为填料。通过组装纽扣电池进行性能测试。充 处的特征峰归因于硫的部分氧化。由图 2d 可以看出，
放电实验及交流阻抗测试采用电化学工作站，充放电 C 1s 有 6 个特征峰，进一步证明了碳的成功引入。以
实验测试电压为 0.01~3.0 V，扫描速度为 0.05 mV/s。 上结果分析说明，成功制备了 MnS@C 复合材料。
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交流阻抗测试频率范围为 1.0×10 ~1.0×10 Hz，测试
电压为 0.005 V。恒流充放电测试采用蓝电电池测试
系统。

2 结果与讨论

2.1 MnS 和 MnS@C 复合材料的结构表征
采用 XRD 及拉曼光谱对 MnS 和 MnS@C 复合
材料进行了表征，结果见图 1。