納米二氧化錳的制備及其電容性能研究.pdf

1、二氧化錳作為傳統(tǒng)的電極活性材料應用相當廣泛。由于納米二氧化錳材料具有特殊的物理化學性能，因而其電化學性能更為優(yōu)異。超級電容器是有著廣闊應用前景的新型儲能器件，對其電極活性材料的研究是目前的熱點之一。本文主要研究了納米二氧化錳材料的制備和電容性能。 采用溶膠凝膠法、水熱法和室溫液相法分別制備了不同的二氧化錳納米材料，并通過X射線衍射分析(XRD)、透射電子顯微分析(TEM)、比表面分析(BET)、循環(huán)伏安(CV)以及恒電流充放電等

2、多種測試表征技術對所制樣品的物理化學性能和電化學性能進行了系統(tǒng)的研究。 檸檬酸溶膠凝膠合成法中，檸檬酸和醋酸錳的摩爾比為0.5：1，不加硝酸鉀，反應體系的pH值為6，300℃焙燒干凝膠，并且將所得錳氧化物用稀硫酸酸化處理，最終產(chǎn)物為有一定程度團聚的二氧化錳納米纖維。此樣品在0.5mol·L-1Na2SO4溶液中，-0.15～0.85V(vs．SCE)電位范圍內(nèi)，以66.5 mA·g-1恒電流充放電時，放電比容量為133.58 F

3、·g-1。 水熱合成中，KMnO4和MnSO4在較低摩爾比下反應后主要得到隧道結構的α-MnO2；較高摩爾比時產(chǎn)物主要為層狀結構的δ-MnO2，后者的其層狀結構更有利于H+或Na+的嵌入和脫嵌，因此其電容性能較好。KMnO4和MnSO4在起始摩爾比為1：1時，120℃水熱反應6h后，制得直徑約20～30nm，長1μm左右的均勻α-MnO2納米棒。KMnO4和MnSO4的摩爾比為3：1，120℃水熱反應2h時，所得樣品為納米尺度的

4、花狀薄片，它屬于層狀結構的δ-MnO2。樣品結晶性較差，平均粒徑約為8.3nm，在0.5 mol·L-1Na2SO4溶液中，-0.2～1.0V(vs．SCE)電位范圍內(nèi)，以70mA·g-1恒流充放電測得其比容量為259.19 F·g-1。 摩爾比4：1的KMnO4和MnSO4經(jīng)室溫液相反應制得的無定型δ-MnO2材料。在0.5 mol·L-1Na2SO4溶液中，-0.2～1.0V(vs．SCE)電位范圍內(nèi)，以94mA·g-1恒電