Mn-C基復(fù)合物的制備及電化學(xué)性能的研究.pdf

1、二氧化錳因理論比容量高，儲量豐富、價格低廉、對環(huán)境友好等優(yōu)點而備受關(guān)注。然而，二氧化錳作為超級電容器電極材料由于自身的電子導(dǎo)電率較低、循環(huán)性能差等，限制了其應(yīng)用。碳基材料具有高的有效比表面積、電子傳導(dǎo)率高等優(yōu)點。兩者結(jié)合生成的復(fù)合材料可以兼具二氧化錳電極材料的高贗電容性能并具有碳基材料的穩(wěn)定性。本論文以研究影響錳碳復(fù)合物電容性能的主要因素為目標，同時結(jié)合X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜(XPS)、透射電子顯微鏡（TEM）等對復(fù)合物

2、的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系進行了探討。
　　分別采用超聲法和液相沉淀法制備了MnO2/MCNTs復(fù)合物，當C/Mn摩爾比為1.2:1時，復(fù)合物MnO2/MCNTs具有最優(yōu)的電容性能，MnO2/MCNTs二元復(fù)合材料的電容性能優(yōu)于純MnO2。
　　采用液相沉淀法研究不同管徑和長度的MCNTs對MnO2/MCNTs復(fù)合物電化學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同的MCNTs管徑及長度對MnO2/MCNTs復(fù)合材料電化學(xué)性能及表面形態(tài)有影響。MC

3、NTs的管徑越長，長度越短，復(fù)合物的電容性能和倍率性能越好。當MCNTs長度1-2μm,管徑40-60nm，MnO2/MCNTs復(fù)合物電極的內(nèi)層容量和外層容量分別為210.42F·g-1，162.86F·g-1，其值大于MnO2電極的內(nèi)層容量和外層容量。循環(huán)壽命測試表明該復(fù)合物具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　以硫酸錳溶液為前驅(qū)體，采用液相水熱反應(yīng)制備Mn3O4/RGO復(fù)合物，結(jié)果表明Mn3O4顆粒生長在石墨烯表面。循環(huán)伏安掃描90圈后

4、，電極的比電容達到132.4F·g-1，但Mn3O4/RGO復(fù)合物倍率性能較差，不適合大電流放電。
　　以高錳酸鉀溶液為前驅(qū)體，采用液相水熱反應(yīng)制備二氧化錳/還原氧化石墨烯復(fù)合物，結(jié)果表明水熱反應(yīng)時間6h、起始C/Mn摩爾比為1:1、水熱反應(yīng)溫度為150℃時，MnO2/RGO復(fù)合物中MnO2呈履帶針形生長在RGO表面。電化學(xué)測試表明該復(fù)合物在掃描速度為5mV·s-1時，復(fù)合物的比電容達到194.8F·g-1。循環(huán)壽命測試表明MnO