高电压的石墨烯包覆NbSe2纳米材料的储镁研究开题报告

 2024-06-21 17:18:44

1. 本选题研究的目的及意义

随着电动汽车、便携式电子设备等行业的快速发展,对高能量密度、高安全性储能器件的需求日益迫切。

镁离子电池作为一种极具潜力的新型储能体系,具有理论能量密度高、安全性好、资源丰富等优点,近年来受到广泛关注。

然而,镁离子电池的实际应用仍面临着诸多挑战,其中电极材料的开发是关键瓶颈之一。

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2. 本选题国内外研究状况综述

近年来,国内外学者围绕NbSe2基材料的储镁性能开展了大量研究。

1. 国内研究现状

国内学者在NbSe2基材料的储镁研究方面取得了一系列进展。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括:1.石墨烯包覆NbSe2纳米材料的制备与表征:采用合适的制备方法,制备石墨烯包覆NbSe2纳米材料,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术手段对材料的形貌、结构和组成进行表征。

2.石墨烯包覆NbSe2纳米材料的储镁性能研究:组装镁离子半电池,测试石墨烯包覆NbSe2纳米材料的循环伏安曲线、恒电流充放电曲线、倍率性能和电化学阻抗谱,系统研究其储镁性能。

3.高电压下石墨烯包覆NbSe2纳米材料的储镁机制研究:结合X射线光电子能谱、透射电子显微镜等表征手段,分析循环过程中石墨烯包覆NbSe2纳米材料的结构演变和界面反应,探讨其储镁机制。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下方法和步骤:1.材料制备:采用水热法合成NbSe2纳米片,并通过化学还原法将石墨烯包覆在NbSe2纳米片表面,制备石墨烯包覆NbSe2纳米材料。

2.材料表征: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)等技术手段对材料的形貌、结构和组成进行表征。

3.电化学性能测试:将制备的石墨烯包覆NbSe2纳米材料作为正极材料,金属镁片作为负极材料,组装成镁离子半电池,并在特定电解液中进行电化学性能测试。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点在于:1.采用简单易行的水热法和化学还原法相结合的方法制备石墨烯包覆NbSe2纳米材料,为高性能镁离子电池正极材料的制备提供了一种新的思路。

2.系统研究了石墨烯包覆NbSe2纳米材料在高电压下的储镁性能和储镁机制,为高能量密度镁离子电池的开发提供理论依据。

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

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 王红强, 杨丽娜, 孙世刚. 二维过渡金属二硫属化合物的电化学储能研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(10): 2092-2110.

[2] 张华, 张艳峰, 刘忠范. 石墨烯的制备与应用[J]. 化学进展, 2011, 23(1): 1-12.

[3] 李文俊, 王成宇, 杨全红. 锂离子电池负极材料NbSe2的研究进展[J]. 无机材料学报, 2016, 31(9): 881-892.

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