1. 研究目的与意义
能源问题是人类生产生活中面临的十分关键的问题。自从工业革命以来，能源的形式也发生了很大的变化，从简单的化石能源蒸汽机到如今利用电能、光能、潮汐能等，其变化的趋势可以简单地概括为从低效高污染到高效且环境友好，也体现了当今人类的价值观念的变化。电能应用广泛，在当今世界经济体系中占有极重要的地位，是清洁、高效且未来取代化石能源的可行选择。为了推动电能的进一步运用，尤其是解决电能在长距离运输中的损耗问题，推动安全、高效、可重复利用电池的发展至关重要。目前比较常见的电池有锌锰电池、铅蓄电池等，但它们也存在着诸多缺点，无法满足人们的要求，如锌锰电池是一次电池，不可重复使用的缺点让其无法广泛应用，铅蓄电池则体积大，污染高，不适合应用在各种便携式设备之中。而在1980年，armond等首次提出了摇椅电池的概念，为锂离子电池奠定了理论上的基础。锂离子电池作为一种新型的二次电池，具有比能量高、放电电压高、循环使用寿命高、自放电小、轻便等优点，逐渐走入人们的视野之中，引起了国内外研究人员的广泛关注。
锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液构成。负极材料作为锂离子电池中不可或缺的一部分，对其可逆比容量、使用寿命、安全性等有着重要的影响。1991年，日本的sony公司首次将锂离子电池成功实现商业化，实现了从理论到现实的飞跃，其电池的负极材料采用理论比容量为372mah/g的石墨，但其较低的比容量无法满足社会对更高效能源日益增长的需求。随后，国内外的研究人员将目光投向了运用其他技术和其他材料制备的负极材料。
当科学家们在社会生活中遇到棘手的问题时，往往会将目光投向大自然，通过研究生物体内奇妙的化学变化而得到启发，或模拟生物细胞而得到具有特殊功能的新型材料。这种方法也在光催化废水处理、电池、超级电容器等重要领域有所应用，如ahmadnajafidoust等利用生物模板在基质上合成出了极小平均粒径尺寸（约为26nm）的tio2纳米材料，在运用亚甲基蓝模拟废水中的有机染料测试下显示出了较好的光催化废水处理效果；又如zhang等通过冷冻干燥技术和碳热还原法，在高能生物模板的辅助下，合成过一种包含富勒烯c60、na4feo3、高能li3v2(po4)3及软碳的四元杂化超结构材料，该材料在电池及超级电容器混合设备等领域有着广阔前景。以上结果均能证明，生物模板对材料结构的修饰作用可以提升材料在各方面的性能，并且生物模板的作用机理的神秘面纱也逐渐被揭开。国内外的学者们也将这种研究方法运用到了锂离子电池电极材料的合成中。如xia等利用自然界中的玫瑰花粉为生物模板与碳源，使得样品复刻了其微观结构，制备出具有更好循环及倍率等电化学性能的多孔sioc锂离子电池负极材料以提升锂离子电池的性能；又如du等以木棉纤维为生物模板和碳源，通过微管法成功制备出fe3o4/c材料，探讨了其作为负极材料的性能。综上所述，生物模板法不仅仅是作为一种简便、经济、绿色的合成方法在光催化污水处理、气体感应、催化等材料合成方面发挥了重要作用，在光电化学、超级电容器、锂离子电池的相关材料合成中的应用前景也十分广泛。
2. 研究内容和预期目标
主要内容：
(1) 利用自然界中广泛存在且廉价易得的生物组织结构为模板，控制合成具有特殊形貌和多活性位点的α-moo3，研究无机物种前驱体与有机生物组织界面相互作用关系；通过对生物物细胞模板以及moo3合成条件的筛选，实现钼源在植物细胞结构中的控制生长，掌握特殊结构moo3结构形成机制。控制合成条件制备热力学介稳相的h-moo3，并比较α-moo3和h-moo3结构和形貌的差异。
(2) 将moo3硫化获得特殊壳核结构的moo3@mos2；研究不同的硫化剂（硫化钠、硫脲等）、温度、溶剂、反应时间等因素对mos2在moo3表面成核、生长的影响；考察mos2的生长速度、生长厚度对复合材料结构和形貌的影响。
3. 研究的方法与步骤
项目研究的总技术路线图如下：
本实验使用的方法和步骤如下：
4. 参考文献
[1] armand m, tarascon j m. building better batteries[j].nature, 2008, 451(7179): 652-7.
[2] chithambararaj a, rajeswari yogamalar n, bose a c.hydrothermally synthesized h-moo3 and α-moo3 nanocrystals: new findings on crystal-structure-dependent charge transport[j].crystal growth design, 2016, 16(4): 1984-1995.
[3] li z, ma j, zhang b, et al. crystal phase- andmorphology-controlled synthesis of moo3 materials[j]. cryst. eng. comm.,2017, 19(11): 1479-1485.
5. 计划与进度安排
(1) 第1周-第4周，查阅资料，制定实验方案与计划，准备开题报告；外文论文翻译，论文前言部分的撰写；
(2) 第5周-第8周，合成moo3材料、moo3@mos2复合材料；对材料进行tg、xrd、sem、tem、xps等表征；并探索材料制备条件对材料结构的影响；
(3) 第9周-第12周，将所得材料组装成电池，测定样品的电化学性能，并比较不同材料性能的差异；
