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(yīng)用相當(dāng)廣泛。由于納米二氧化錳材料具有特殊的物理化學(xué)性能，因而其電化學(xué)性能更為優(yōu)異。超級(jí)電容器是有著廣闊應(yīng)用前景的新型儲(chǔ)能器件，對(duì)其電極活性材料的研究是目前的熱點(diǎn)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(cè)試表征技術(shù)對(duì)所制樣品的物理化學(xué)性能和電化學(xué)性能進(jìn)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(yīng)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(tuán)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(shí)，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(yīng)后主要得到隧道結(jié)構(gòu)的α-MnO2；較高摩爾比時(shí)產(chǎn)物主要為層狀結(jié)構(gòu)的δ-MnO2，后者的其層狀結(jié)構(gòu)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(shí)，120℃水熱反應(yīng)6h后，制得直徑約20～30nm，長(zhǎng)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(yīng)2h時(shí)，所得樣品為納米尺度的

4、花狀薄片，它屬于層狀結(jié)構(gòu)的δ-MnO2。樣品結(jié)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(cè)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(yīng)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