二氧化錳的制備與電化學(xué)性能表征.pdf

1、伴隨著全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源危機(jī)、氣候變暖和環(huán)境惡化迫使人類不斷開發(fā)清潔能源，以及能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存技術(shù)。超級(jí)電容器因功率密度高、使用壽命長(zhǎng)而受到人們的廣泛關(guān)注，并且，超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能設(shè)備是傳統(tǒng)電容器和燃料電池之間的最佳結(jié)合點(diǎn)。作為一種重要的過渡金屬氧化物，二氧化錳(MnO2)由于具有理論比電容高(1380 F/g)、原材料廉價(jià)易得、環(huán)境友好以及操作電壓窗口寬(0.0-1.0V)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于超級(jí)電容器電極材料。
　　本文利用K

2、MnO4和NaNO2之間的氧化還原反應(yīng)，分別采用水熱法、水浴法、95℃回流以及自犧牲模板法，合成了α-MnO2、δ-MnO2、γ-MnO2和β-MnO2。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示MnO2晶體結(jié)構(gòu)對(duì)MnO2的比電容值起著決定性的作用。對(duì)不同晶體結(jié)構(gòu)的MnO2來(lái)說(shuō)，其比電容大小關(guān)系為:α-MnO2(200 F/g)＞δ-MnO2（190 F/g）＞γ-MnO2（26 F/g）＞β-MnO2（17 F/g）;而對(duì)于同一晶體結(jié)構(gòu)的MnO2，其比電容值

3、隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)或者反應(yīng)溫度的升高而降低。隨著反應(yīng)溫度的升高，α-MnO2比電容值大小關(guān)系為:MnO2(160℃、66F/g)＜MnO2(120℃、166 F/g)＜MnO2(100℃、175 F/g)＜MnO2(15℃、200 F/g)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明無(wú)機(jī)鹽離子H+、K+、NH4+的存在有助于提高α-MnO2電化學(xué)穩(wěn)定性和比電容值。通過液相沉淀法合成前驅(qū)體MnC2O4，然后以其為模板在空氣中灼燒，合成了微米棒和橢球形ε-MnO2。ε-M