成果简介
石墨烯和二硫化钼（MoS2）等二维（2D）材料因其高比表面积、潜在的氧化还原活性和机械柔韧性而被广泛研究用于储能，包括超级电容器。然而，由纯石墨烯和MoS2组成的电极由于层状结构的重新填充和导电性差而未能达到其电势。先前已经证明，由石墨烯和MoS2混合物制成的复合电极部分抵消了这些问题；然而，性能仍然受到纳米级混合不良的限制。本文，在曼彻斯特大学Mark A. Bissett等研究人员在《ACS Appl. Energy Mater.》期刊发表名为“Self-Assembled 1T-MoS2/Functionalized Graphene Composite Electrodes for Supercapacitor Devices”的论文，研究通过化学功能化石墨烯形成真正的复合电极，使带负电的表面能够与带正电的1T-MoS2自组装，从而形成交替层结构。然后将这些交替重新封装的2D材料用于生产超级电容器电极，并对其储能性能进行了表征。
这种堆叠结构增加了1T-MoS2的层间间距，这通过X射线衍射光谱中（001）峰强度的增加来表明。此外，典型的亚稳态1T-MoS2通过与功能化石墨烯的相互作用而稳定，防止其回复到2H相，这是在使用原始石墨烯时观察到的。使用 4-溴苯重氮或 4-硝基苯重氮对石墨烯进行功能化，后者在与 MoS 2混合时提供最佳电容。替代层石墨烯-MoS 2结构通过拉曼光谱和电子显微镜得到证实，导致高比电容（0.5Ag -1时为290Fcm-3）和 10000 次循环后保持90%的电容。
图文导读
图1. 1T-MoS 2 /fct-石墨烯复合材料生产流程示意图。
图2. (a) 生产的不同复合膜的拉曼光谱，(b) E2g 1和 A 1g峰位置和 (c) J 1与 A 1g的强度比的直方图，用于 SiO 2上的指定样品。(d) 2H-MoS 2和 (e) 1T-MoS 2的 S 2p 的 XPS 光谱。(f) 1T-MoS 2的 Mo 3d 。(g) 所示膜的 XRD 图谱。黑色的(001)和(002)峰来自MoS 2，而红色的(002)峰来自石墨烯
图3. 石墨烯/1T-MoS2独立式膜在电化学测试前后的形态特征
图4. 复合材料的电化学性能
图5. 来自这项工作和文献的指定样本的 Ragone 图
图6. 指定复合材料的奈奎斯特图 (a)、相位角与频率 (b)、阻抗与频率 (c)、实电容 (d) 归一化图、虚电容与频率 (e) 和 (f) ) EEG/1T、N30/1T 和 B60/1T的等效电路。R1：ESR，R 2：电荷转移电阻，CPE 1：双层电容，W 1：代表离子扩散到多孔电极中的Warburg阻抗
小结
这项工作表明，fct-石墨烯/1T-MoS 2复合材料结合了fct-石墨烯和金属1T-MoS 2的优点，使得具有交替层结构的二维材料复合材料有望用于储能。
文献：https://doi.org/10.1021/acsaem.1c02203
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