1. 研究目的与意义（文献综述）
近年来全球气候的变化引起了越来越多的关注[1]，化石燃料的过度使用导致温室气体（例如，co2和甲烷）含量剧烈增加，引起全球气温的上升，对人类的生存环境造成巨大的威胁。澳大利亚联邦科学与工业研究组织[2]报导地球上co2含量超过了400 ppm，如图1所示，如果不采取任何措施，co2含量继续增加至450 ppm时，全球的气温相比前工业时期将会上升2 ℃。地球上太阳能、风能、水电能源等可再生能源储存量大，资源丰富，不仅能为人类的发展提供充足的能源，同时也解决了化石燃料的使用带来的环境污染和全球气温上升问题[3]。新能源与人类社会的发展密切相关，可持续发展是全人类的共同愿望和目标，我国是能源短缺国家，形势十分严峻，能源安全也面临着严重挑战。因此，发展清洁可再生的新能源至关重要。太阳能、风能、地热能等新能源受季节、气候、地理位置等因素的影响，加上其分布广阔，使其直接使用受到了限制，所以新能源的使用必然涉及到能量转化及存储技术。电能是最方便的能源，而且电能能够轻易的转化成声，光，热等不同形式的能。电化学能量转化及存储是一种实现能量转化及存储高效而且实用的方式。电化学储能系统包括可充电电池、电化学电容器和燃料电池，其中最具前景的便是电化学电容器。
图1 近三十年来地球上co2含量变化曲线[2]
2. 研究的基本内容与方案
双金属硫化物具有良好的电化学性能，比二元硫化物具有较高的比电容和循环稳定性，是一类备受电化学电容器关注的电极材料。但是，实际上获得的电化学性能要比理论上差得多，过渡金属硫化物与其他过渡金属化合物一样，其循环稳定性和倍率性能相对碳材料有很大差距，这是限制其在实际应用中使用的重要因素。在本研究中，利用简单的水热法制备镍钴硫化物电极材料，发挥镍钴二者的协同耦合效应提高电极材料的电化学性能。对电极材料的电化学性能产生影响的因素包括：原材料的性质、复合材料的形貌、各组分的相对含量等。以镍离子及钴离子的赝电特性为研究对象，通过改变镍与钴的成分比例构筑出一系列三元镍钴硫化物，并且对其制备方法及超级电容性能进行系统的研究。为得到电容性能优异的电极材料，需要对原材料表面性质进行优化，调控材料的制备过程、结构以及单一组分的含量。
如图2所示，研究路线是使镍钴原子与硫原子配位形成双金属硫化物从而设计电极活性材料，利用水热法制备镍钴基配位硫化物，并且调控其形貌、结构及组分等，利用性能较好的镍钴组成比例的前驱体制备镍钴氧化物，然后对样品的电化学性能进行性能评价。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需实验条件，确定方案，完成开题报告。
第4－8周：通过水热法合成镍钴（镍锰）三元金属硫化物：通过大量实验，采用控制变量法，控制不同的反应参数，制备出多组样品;通过xrd、sem、tem表征，确定出不同反应条件下样品的形貌和晶型变化的规律;测试不同样品的电化学性能，分析性能好坏的原因。
第9－13周：选择电化学性能较好的钴镍（镍锰）三元金属硫化物与石墨烯复合，研究复合方法，制备出过渡金属硫化物/石墨烯复合材料;对过渡金属硫化物/石墨烯复合材料进行形貌分析及电化学性能测试，分析石墨烯对电化学性能的改善作用。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] malte meinshausen，nicolai meinshausen，william hare，et al. greenhouse-gas emission targets for limiting global warming to 2c[j]. nature, 2009, 458(7242): 1158-1162.
[2] myles r allen，david j frame，chris huntingford，et al. warming caused by cumulative carbon emissions towards thetrillionth tonne[j]. nature, 2009, 458(7242): 1163-1166.
[3] h damon matthews，nathan p gillett，peter a stott，et al. the proportionality of global warming to cumulative carbonemissions[j]. nature, 2009, 459(7248): 829-832.
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