用于超级电容器的聚合物基过渡金属硫化物电极材料的开发与测试：提升ZrS2/PANI纳米复合材料的电化学性能

本文系统探讨了通过水热法构建的ZrS2/PANI（聚苯胺）纳米复合材料在超级电容器（SCs）中的应用潜力。研究表明，该复合材料凭借协同效应显著提升了比电容（Cs）、能量密度（Ed）和循环稳定性，为开发高性能、环境友好的能源存储装置提供了新策略。

　　

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Reagents

用于制备ZrS₂和PANI的化学试剂包括硫化钾（K₂S，99%）、氢氧化钾（KOH，87%）、聚偏二氟乙烯（(C₂H₂F₂)_n，97%）和乙醇（C₂H₅OH，98%），采购自Merck公司。此外，N-甲基-2-吡咯烷酮（C₅H₉NO，98%）、过硫酸铵（(NH₄)₂S₂O₈，98%）、硝酸锆（Zr(NO₃)₄，98%）、活性炭和盐酸（HCl，36%）购自AnalaR公司。

Preparation of PANI

通过苯胺的氧化化学聚合反应合成PANI。首先，……

Physical analysis

ZrS₂和ZrS₂/PANI的X射线衍射（XRD）图谱如图1所示。ZrS₂表现出良好的结晶性，可见高强度的衍射峰。峰位分别出现在16.65°、28.22°、32.07°、41.97°、49.77°、52.38°、55.33°和60.54°，对应晶面分别为（001）、（100）、（101）、（102）、（110）、（111）、（113）和（201）。ZrS₂/PANI的空间群为P-3m1，衍射晶面与JCPDS卡片号00-011-0679匹配。ZrS₂/PANI的XRD图谱……

Conclusion

本研究探索了通过水热法制备的ZrS₂/PANI纳米复合材料在能源存储系统中的潜在应用。PANI与ZrS₂之间的相互作用显著提升了超级电容器的电化学性能。ZrS₂和ZrS₂/PANI在1 A/g电流密度下的比电容（C_s）分别为701.09 F/g和1148.31 F/g，表明ZrS₂/PANI在电化学分析中表现更优。此外，ZrS₂/PANI展现出23.03 Wh/kg的能量密度（E_d）、190 W/kg的功率密度（P_d），并在1 A/g下经过5000次循环后仍保持89.70%的比电容。ZrS₂/PANI……