26655

سنتز نانوذرات سولفيد نيكل كبالت NiCo2S4 به روش هيدروترمال براي كاربرد در ابرخازن

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- استخراج فلزات

1397

1400/11/30

دكتر محمد شيخ شاب بافقي- دكتر سيد مرتضي مسعودپناه

دكتر سميه اعلم الهدي

مهندسي مواد و متالورژي

در اين پژوهش به بررسييي خواص الكتروشيييميايي ماده سييولفيد نيكلكبالت ( )NiCo2S4كه به روش سنتز هيدروترمال تهيه شده ا ست پرداخته مي شود. براي سنتز NiCo2S4از پيشمادههاي فلزي نيتراتي و اسيتاتي به همراه تيواوره و تيواسيتاميد و افزودنيهاي آلي همانند سييتري اسييد و اگزالي اسييد به مقادير مختلف ا ستفاده شد. م شخ صهيابي ساختاري و ريز ساختاري پودرهاي سنتز شده با آناليزهاي پراش پرتو ايكس ،)XRD(1ميكرو سكوپ الكتروني روب شي گ سيل ميداني )FESEM(2و طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس )EDS( 3انجام شييد. نتايج اين آناليزها تشييكيل NiCo2S4با خلوص بالا و مورفولوژي كرويشييكل و لايهاي شييكل را نشييان دادند. بررسييي عملكرد الكتروشيييمايي پودرهاي سيينتزشييده با تسييتهاي ولتامتري چرخهاي ،)CV(4گالوانوا ستاتي شارژ- د شارژ ،)GCD( 5طيف امپدانس الكترو شيمايي )EIS(6انجام شد. بر ا ساس نتايج ولتامتري چرخهاي وجود پي هاي رفت و برگ شتي در نمودار ن شاندهنده قابليت ذخيره انرژي براي ماده ن شانده شده بر روي الكترود ا ست كه اين براي تمامي نمونهها م شاهده شد. برا ساس نتايج ت ست گالوانواستاتي شارژ- دشارژ بيشترين ظرفيت 1040 F.g-1در نرخ جريان 0/5 A.g-1براي نمونه سنتزشده با پيشمادههاي استاتي و تيواوره بدون هرگونه ماده افزودني آلي بود. افزوده شدن اگزالي ا سيد و همچنين دماي مطلوب كلسينه كردن دو عامل اساسي در رسيدن به خلوص بالاي نانوپودرهاي سنتز شده بودند.

1401/04/01

Hydrothermal synthesis of nickel cobalt sulfide nanoparticles (NiCo2S4) for application in supercapacitors

2/19/2023 12:00:00 AM

In this study, the electrochemical properties of nickel-cobalt sulfide (NiCo2S4) prepared by hydrothermal synthesis are investigated. For the synthesis of NiCo2S4, nitrate and acetate metal precursors along with thiourea and thioacetamide and organic additives such as citric acid and oxalic acid in different amounts were used. Structural and microstructural characterization of the synthesized powders were performed by X-ray diffraction (XRD) analysis, field emission scanning electron microscopy (FESEM) and X-ray energy diffraction spectroscopy (EDS). The results showed the formation of the final phase of NiCo2S4 with high purity and spherical morphology. Electrochemical performance of synthesized powders was performed by cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD) tests, electrochemical impedance spectrum (EIS). The presence of redox peaks in the cyclic voltammetry diagram indicates the ability to store energy for the nanopowders, which was observed for all samples. Based on the results of galvanostatic charge-discharge tests, the highest capacity of 1040F.g-1 was at the 0.5A.g-1 current density for the sample synthesized with acetate and thiourea precursors without any organic additives. The addition of oxalic acid as well as the optimum calcination temperature were the two main factors in achieving the high purity of the synthesized nanomaterials.

نانوذرات , سولفيد نيكل كبالت , سنتز هيدروترمال , خواص الكتروشيميايي , ابرخازن

nanoparticles , nickle cobalt sulfide , hydrothermal synthesis , electrochemical properties , supercapacitor

mohammad hossein afkhami aqda

mohammad sheykh shab bafghi -seyed morteza masoudpanah