导电聚合物通常具有比较高的比电容,但是它们的倍率性能很差,电容衰减非常严重,这些缺点严重限制了导电聚合物在超级电容器电极中的应用。通过设计具有独特纳米结构的聚合物或者在表面沉积一层涂层的方式,可以提高活性表面在电解液中的接触面积,改善电荷传输效率和稳定性。然而,制备出同时具备高比电容、优秀的倍率性能和良好的稳定性的超级电容器依旧是非常具有挑战性的工作。1T晶型的二硫化钼(MoS2)纳米片具有很高的电导率、高比表面积与独特的化学性质,这些独特的性能使得其能作为导电聚合物的载体,有效地改善超级电容器的性能。课题组的杨超等人使用1T单层MoS2纳米片为基底,在上面生长了导电聚合物聚苯胺(PANI),并包了一层厚度约3 nm的碳层,制得了材料MoS2/PANI@C。使用该材料做成的超级电容器具有优秀的比电容,在1 mV s-1时比电容达到678 F g-1,在10000次循环测试后依旧保持了80%的性能,其倍率性能也不错,在10 mV s-1时依旧能保持81%的性能。相关的研究工作发表在Nano Research上:
Chao Yang, Zhongxin Chen, Imran Shakir, Yuxi Xu* and Hongbin Lu*, Rational synthesis of carbon shell coated polyaniline/MoS2 monolayer composites for high-performance supercapacitors, Nano Res., 2016, DOI: 10.1007/s12274-016-0983-3.
该研究也被网站http://chinese.eurekalert.org/zh/pub_releases/2016-04/tup-csc040116.php报道。