低维镍、钒基过渡金属硫属纳米储能材料构筑及电化学性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着经济社会的快速发展和科学技术的不断进步，人们对能源的需求日益增长，对储能器件的性能也提出了更高的要求。

传统的储能设备如铅酸电池、镍镉电池等，由于能量密度低、循环寿命有限等缺点，已无法满足日益增长的需求。

因此，开发新型高性能储能材料和器件迫在眉睫。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，低维过渡金属硫属化合物纳米材料由于其独特的物理化学性质，在储能领域引起了广泛的关注。

过渡金属硫属化合物是指由过渡金属元素（如fe、co、ni、v等）与硫族元素（如s、se、te等）形成的化合物，其电子结构和晶体结构多样，具有丰富的电化学活性位点，表现出优异的电化学性能，在超级电容器、锂离子电池等储能领域展现出巨大的应用潜力。

低维纳米材料是指在三维空间中至少有一个维度处于纳米尺度范围（1-100nm）的材料，例如纳米线（一维）、纳米片（二维）、量子点（零维）等。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本论文将围绕低维镍、钒基过渡金属硫属纳米储能材料的构筑和电化学性能研究展开，主要内容包括以下几个方面：1.低维镍、钒基过渡金属硫属纳米材料的制备：采用水热法、溶剂热法等方法，控制反应条件，制备形貌、尺寸可控的低维镍基硫化物纳米线、镍基硒化物纳米片、钒基硫化物纳米片、钒基硒化物量子点等材料。

2.材料的结构表征：利用x射线衍射(xrd)、扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)等技术对材料的晶体结构、形貌、尺寸和组成进行表征。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法，具体步骤如下：1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解低维过渡金属硫属化合物纳米材料的研究现状、发展趋势以及所面临的挑战，为本研究提供理论基础和实验依据。

2.材料制备阶段：采用水热法、溶剂热法等液相合成方法，通过控制反应温度、时间、溶剂、表面活性剂等实验参数，制备出形貌、尺寸可控的低维镍、钒基过渡金属硫属纳米材料。

3.材料表征阶段：利用x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)、x射线光电子能谱仪(xps)等材料表征手段，对制备的材料进行形貌、结构、组成和价态等方面的分析和表征，建立材料的结构-性能关系。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.材料体系新颖：本研究将低维纳米材料与镍、钒基过渡金属硫属化合物相结合，设计合成了具有高比表面积、丰富活性位点和优异电子传输性能的低维镍、钒基过渡金属硫属纳米储能材料，为高性能储能材料的设计提供新的思路。

2.制备方法可控：本研究采用简单、高效、可控的液相合成方法，实现了低维镍、钒基过渡金属硫属纳米材料的形貌和尺寸的有效控制，为材料的性能优化提供了保障。

3.性能研究深入：本研究不仅关注材料的电化学性能指标，还将结合材料的结构表征结果，深入分析材料的储能机理，为高性能储能材料的设计提供理论指导。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 黄令,张宁,杨春,等.面向高性能储能的二维过渡金属硫族化合物研究进展[j].材料导报,2021,35(17):18224-18241.

[2] 张丽丽,张新波,王海龙,等.过渡金属硫族化合物纳米材料的电化学储锂性能研究进展[j].无机材料学报,2017,32(1):1-14.

[3] 刘畅,刘颖,张洪杰,等.二维过渡金属硫族化合物的储能应用研究进展[j].材料导报,2019,33(10):1685-1691.