Page 118 - 《精细化工》2022年第5期

第 39 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.39, No.5
2022 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2022

有机电化学与工业
Al 掺杂 NiCo S 电极材料的制备及其电化学性能
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周 佳 ，刘 杰 ，程思远 ，刘 璐 ，陈 星 1,2 ，邓正华 ，谢 昆
（1. 重庆三峡学院 三峡库区水环境演变与污染防治重庆高校市级重点实验室，重庆 404100；2. 东南大
学 化学化工学院，江苏 南京 211189；3. 重庆市轻合金材料与加工工程技术研究中心，重庆 404100）
摘要：以导电碳布（CC）为基底，以 NiCl 2 •6H 2 O、CoCl 2 •6H 2 O 为原料，以 Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O 为 Al 源，通过两步
水热法成功在 CC 上生长 Al 掺杂的 NiCo 2 S 4 复合材料（CC@Al-NiCo 2 S 4 ）。采用 SEM、XRD、TEM 和 XPS 对
其进行了表征，并对 CC@NiCo 2 S 4 电极和 CC@Al-NiCo 2 S 4 电极的电化学性能进行了测试。结果表明，
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CC@Al-NiCo 2 S 4 具有中空纳米管结构，该结构可以提供大量反应活性位点；Al 主要以 Al 的形式存在于
CC@NiCo 2 S 4 中，可以提高 CC@NiCo 2 S 4 的导电性。当电流密度为 1 A/g 时，CC@NiCo 2 S 4 电极和 CC@Al-NiCo 2 S 4
电极的比电容分别为 844.5 和 1515.8 F/g；在电流密度为 6 A/g 下经过 10000 次循环后，CC@Al-NiCo 2 S 4 电极的
电容保持率高达 87.8%，表明 Al 掺杂能够显著提高 CC@NiCo 2 S 4 的比电容和循环稳定性。
关键词：NiCo 2 S 4 ；Al 掺杂；中空纳米管；水热法；超级电容器；有机电化学
中图分类号：TB33；TM53 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 05-0972-07

Preparation of Al-doped NiCo 2S 4 electrode material and

its electrochemical properties

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ZHOU Jia , LIU Jie , CHENG Siyuan , LIU Lu , CHEN Xing , DENG Zhenghua , XIE Kun
（1. Key Laboratory of Water Environment Evolution and Pollution Control in Three Gorges Reservoir, Chongqing
Three Gorges University, Chongqing 404100, China; 2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Southeast
University, Nanjing 211189, Jiangsu, China; 3. Chongqing Engineering Technology Research Center for Light Alloy and
Processing, Chongqing 404100, China）
Abstract: Al-doped NiCo 2S 4 composite material (CC@Al-NiCo 2S 4) was successfully grown on carbon
cloth (CC) via two-step hydrothermal method using CC as substrate, NiCl 2•6H 2 O, CoCl 2•6H 2O as raw
materials, and Al(NO 3) 3•9H 2O as aluminum source. The sample was characterized by SEM, XRD, TEM
and XPS. The electrochemical properties of CC@NiCo 2S 4 and CC@Al-NiCo 2S 4 electrodes were tested. The
results showed that CC@Al-NiCo 2S 4 had hollow nanotube structure, which could provide a large number of
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reaction sites. Al mainly in the form of Al existed in CC@NiCo 2S 4 and improved the conductivity of
CC@NiCo 2S 4. The specific capacitance of CC@NiCo 2S 4 and CC@Al-NiCo 2S 4 electrodes was 844.5 and
1515.8 F/g at a current density of 1 A/g. After 10000 cycles at a current density of 6 A/g, the capacitance
retention rate of CC@Al-NiCo 2S 4 was as high as 87.8%, indicating that Al doping could significantly
improve the specific capacitance and cycle stability of CC@NiCo 2S 4.
Key words: NiCo 2S 4; Al doping; hollow nanotube; hydrothermal method; supercapacitor; electro-organic
chemistry

超级电容器作为一种新型的能源存储器件，具 在便携式电子设备、混合动力汽车、国防和通信等
有充放电速率快、功率密度高和使用寿命长等特性， 领域被广泛应用 [1-4] 。但超级电容器的能量密度比电

收稿日期：2021-10-20; 定用日期：2021-12-29; DOI: 10.13550/j.jxhg.20211079
基金项目：重庆市自然科学基金面上项目（cstc2021jcyj-msxmX1016，cstc2021jcyj-msxmX0899）；重庆市教委科学技术研究项目
（KJQN202101238）；三峡库区水环境演变与污染防治重点实验室（WEPKL2019ZD-03）
作者简介：周 佳（1997—），女，硕士生，E-mail：3177572293@qq.com。联系人：谢 昆（1979—），女，教授，E-mail：xiekun_79@
163.com。