Везде

ОХНМЖурнал неорганической химии Russian Journal of Inorganic Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-457X
  • ISSN (Online) 3034-560X

Формирование иерархически организованных пленок MoS2 в качестве перспективных электродов гибких суперконденсаторов

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0044457X23601608-1
DOI
10.31857/S0044457X23601608
Тип публикации
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Кузнецов Н. Т.
  • Аффилиация: Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Том/ Выпуск
Том 68 / Номер выпуска 12
Страницы
1860-1872
Аннотация
Изучен процесс формирования иерархически организованных пленок MoS2 на поверхности подложек различной природы гидротермальным методом. С помощью рентгенофазового анализа определено влияние условий синтеза и типа подложки (стеклянная подложка и гибкая углеродная бумага) на кристаллическую структуру сульфидных пленок. С применением растровой электронной микроскопии определено, что пленки на стеклянных подложках состоят из структурных элементов разного типа – плотный сплошной слой из сферических наночастиц, на поверхности которого расположены иерархически организованные сферические агломераты двух типов. Установлено, что на поверхности углеродных волокон, из которых состоит углеродная бумага, сформировалась оболочка из дисульфида молибдена толщиной около 1.5 мкм, состоящая из иерархически организованных нанолистов толщиной менее 10 нм. Для оценки однородности сформированной на поверхности углеродной бумаги пленки MoS2 построены карты распределения элементов. С помощью атомно-силовой микроскопии определено, что отдельное модифицированное сульфидной пленкой углеродное волокно характеризуется средней квадратической шероховатостью около 13 нм (на площади около 100 мкм2). По данным кельвин-зондовой силовой микроскопии, значение работы выхода электрона с поверхности материала составило 4.53 эВ. Для полученного гибкого электрода на основе иерархически организованной пленки дисульфида молибдена исследованы электрохимические характеристики. Определена удельная емкость, а также стабильность функциональных и микроструктурных свойств полученного электрода суперконденсатора в течение 2000 циклов заряда–разряда. Таким образом, предложенный подход является перспективным для изготовления эффективных иерархически организованных электродов гибких суперконденсаторов на основе MoS2.
Ключевые слова
дисульфид молибдена нанолисты гидротермальный синтез пленки иерархические структуры суперконденсатор электрод
Дата публикации
17.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
10

Библиография

  1. 1. Sun B., Long Y.-Z., Chen Z.-J. et al. // J. Mater. Chem. C 2014. V. 2. № 7. P. 1209. https://doi.org/10.1039/C3TC31680G
  2. 2. Gillan L., Hiltunen J., Behfar M.H. et al. // Jpn. J. Appl. Phys. 2022. V. 61. P. SE0804. https://doi.org/10.35848/1347-4065/ac586f
  3. 3. Mohan M., Shetti N.P., Aminabhavi T.M. // Mater. Today Chem. 2023. V. 27. P. 101333. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2022.101333
  4. 4. Wei S., Zhou R., Wang G. // ACS Omega. 2019. V. 4. № 14. P. 15780. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b01058
  5. 5. He X., Zhang X. // J. Energy Storage. 2022. V. 56. P. 106023. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.106023
  6. 6. Thangappan R., Kalaiselvam S., Elayaperumal A. et al. // Dalt. Trans. 2016. V. 45. № 6. P. 2637. https://doi.org/10.1039/C5DT04832J
  7. 7. Riaz A., Sarker M.R., Saad M.H.M. et al. // Sensors. 2021. V. 21. № 15. P. 5041. https://doi.org/10.3390/s21155041
  8. 8. Saraf M., Natarajan K., Mobin S.M. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. № 19. P. 16588. https://doi.org/10.1021/acsami.8b04540
  9. 9. Karade S.S., Dubal D.P., Sankapal B.R. // RSC Adv. 2016. V. 6. № 45. P. 39159. https://doi.org/10.1039/C6RA04441G
  10. 10. Zhang Y.-Z., Wang Y., Cheng T. et al. // Chem. Soc. Rev. 2019. V. 48. № 12. P. 3229. https://doi.org/10.1039/C7CS00819H
  11. 11. Dubal D.P., Kim J.G., Kim Y. et al. // Energy Technol. 2014. V. 2. № 4. P. 325. https://doi.org/10.1002/ente.201300144
  12. 12. Chalangar E., Björk E.M., Pettersson H. // Sci. Rep. 2022. V. 12. № 1. P. 11843. https://doi.org/10.1038/s41598-022-15771-w
  13. 13. Joseph N., Shafi P.M., Bose A.C. // Energy Fuels. 2020. V. 34. № 6. P. 6558. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c00430
  14. 14. Guo C., Pan J., Li H. et al. // J. Mater. Chem. C. 2017. V. 5. № 41. P. 10855. https://doi.org/10.1039/C7TC03749J
  15. 15. Quilty C.D., Housel L.M., Bock D.C. et al. // ACS Appl. Energy Mater. 2019. V. 2. № 10. P. 7635. https://doi.org/10.1021/acsaem.9b01538
  16. 16. Acerce M., Voiry D., Chhowalla M. // Nat. Nanotechnol. 2015. V. 10. № 4. P. 313. https://doi.org/10.1038/nnano.2015.40
  17. 17. Krishnan U., Kaur M., Singh K. et al. // Superlattices Microstruct. 2019. V. 128. P. 274. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2019.02.005
  18. 18. Gupta D., Chauhan V., Kumar R. // Inorg. Chem. Commun. 2022. V. 144. P. 109848. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2022.109848
  19. 19. Tao J., Chai J., Lu X. et al. // Nanoscale. 2015. V. 7. № 6. P. 2497. https://doi.org/10.1039/C4NR06411A
  20. 20. Taherkhani A., Shahbazi M. // Mater. Today Commun. 2023. V. 34. P. 105092. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.105092
  21. 21. Serpini E., Rota A., Ballestrazzi A. et al. // Surf. Coatings Technol. 2017. V. 319. P. 345. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.04.006
  22. 22. Cho Y.J., Sim Y., Lee J.-H. et al. // Curr. Appl. Phys. 2023. V. 45. P. 99. https://doi.org/10.1016/j.cap.2022.11.008
  23. 23. Seravalli L., Bosi M. // Materials (Basel). 2021. V. 14. № 24. P. 7590. https://doi.org/10.3390/ma14247590
  24. 24. Aspiotis N., Morgan K., März B. et al. // npj 2D Mater. Appl. 2023. V. 7. № 1. P. 18. https://doi.org/10.1038/s41699-023-00379-z
  25. 25. Cho A.-J., Ryu S.H., Yim J.G. et al. // J. Mater. Chem. C. 2022. V. 10. № 18. P. 7031. https://doi.org/10.1039/D2TC01156E
  26. 26. Duraisamy S., Ganguly A., Sharma P.K. et al. // ACS Appl. Nano Mater. 2021. V. 4. № 3. P. 2642. https://doi.org/10.1021/acsanm.0c03274
  27. 27. Askari M.B., Kalourazi A.F., Seifi M. et al. // Optik (Stuttg). 2018. V. 174. P. 154. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2018.08.035
  28. 28. Du H., Liu D., Li M. et al. // RSC Adv. 2015. V. 5. № 97. P. 79724. https://doi.org/10.1039/C5RA08424E
  29. 29. Li J., Listwan A., Liang J. et al. // Chem. Eng. J. 2021. V. 422. P. 130100. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130100
  30. 30. Simonenko T.L., Bocharova V.A., Simonenko N.P. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 4. P. 459. https://doi.org/10.1134/S003602362004018X
  31. 31. Simonenko T.L., Bocharova V.A., Gorobtsov P.Y. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 9. Р. 1304https://doi.org/10.1134/S0036023620090181
  32. 32. Simonenko T.L., Bocharova V.A., Simonenko N.P. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 12. P. 1779. https://doi.org/10.1134/S0036023621120160
  33. 33. Simonenko T.L., Bocharova V.A., Simonenko N.P. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 11. P. 1633. https://doi.org/10.1134/S0036023621110176
  34. 34. Simonenko T.L., Simonenko N.P., Gorobtsov P.Y. et al. // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 15. P. 22401. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.04.252
  35. 35. Zhao W., Liu X., Yang X. et al. // Nanomaterials. 2020. V. 10. № 6. P. 1124. https://doi.org/10.3390/nano10061124
  36. 36. Qiu X., Zhang T., Dai Z. et al. // Ionics (Kiel). 2022. V. 28. № 2. P. 939. https://doi.org/10.1007/s11581-021-04379-1
  37. 37. Fan H., Wu R., Liu H. et al. // J. Mater. Sci. 2018. V. 53. № 14. P. 10302. https://doi.org/10.1007/s10853-018-2266-8
  38. 38. Yan J., Huang Y., Zhang X. et al. // Nano-Micro Lett. 2021. V. 13. № 1. P. 114. https://doi.org/10.1007/s40820-021-00646-y
  39. 39. Chen Y.-L., Tsai C.-H., Chen M.-Y. et al. // Materials (Basel). 2018. V. 11. № 12. P. 2587. https://doi.org/10.3390/ma11122587
  40. 40. Samy O., Zeng S., Birowosuto M.D. et al. // Crystals. 2021. V. 11. № 4. P. 355. https://doi.org/10.3390/cryst11040355
  41. 41. Shakya J., Kumar S., Kanjilal D. et al. // Sci. Rep. 2017. V. 7. № 1. P. 9576. https://doi.org/10.1038/s41598-017-09916-5
  42. 42. Zhou P., Song X., Yan X. et al. // Nanotechnology. 2016. V. 27. № 34. P. 344002. https://doi.org/10.1088/0957-4484/27/34/344002
  43. 43. Priya S., Mandal D., Chowdhury A. et al. // Nanoscale Adv. 2023. V. 5. № 4. P. 1172. https://doi.org/10.1039/D2NA00807F
  44. 44. Ranjan B., Sharma G.K., Kaur D. // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 118. № 22. https://doi.org/10.1063/5.0048272
  45. 45. Ali G.A.M., Thalji M.R., Soh W.C. et al. // J. Solid State Electrochem. 2020. V. 24. № 1. P. 25. https://doi.org/10.1007/s10008-019-04449-5
  46. 46. Chen W., Gu J., Liu Q. et al. // Nat. Nanotechnol. 2022. V. 17. № 2. P. 153. https://doi.org/10.1038/s41565-021-01020-0
  47. 47. Zhou R., Wei S., Liu Y. et al. // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 3980. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40672-w
  48. 48. Kumar S., Kumar V., Devi R. et al. // Adv. Mater. Sci. Eng. 2022. V. 2022. P. 1. https://doi.org/10.1155/2022/1288623
  49. 49. Manuraj M., Kavya Nair K.V., Unni K.N.N. et al. // J. Alloys Compd. 2020. V. 819. P. 152963. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152963
  50. 50. Dhas S.D., Maldar P.S., Patil M.D. et al. // Vacuum. 2020. V. 181. P. 109646. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109646
  51. 51. Quan T., Härk E., Xu Y. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2021. V. 13. № 3. P. 3979. https://doi.org/10.1021/acsami.0c19506
  52. 52. Yu X., Du R., Li B. et al. // Appl. Catal. B Environ. 2016. V. 182. P. 504. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.09.003
  53. 53. Zhang F., Tang Y., Liu H. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8. № 7. P. 4691. https://doi.org/10.1021/acsami.5b11705
  54. 54. Tobis M., Sroka S., Frąckowiak E. // Front. Energy Res. 2021. V. 9. https://doi.org/10.3389/fenrg.2021.647878
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека