MnO2-TiO2納米異質(zhì)結(jié)的制備及其超級(jí)電容特性研究.pdf

1、超級(jí)電容器是介于電池和傳統(tǒng)電容器的新型綠色儲(chǔ)能元件，具有高充放電效率，高功率輸出，以及長(zhǎng)的使用壽命等特點(diǎn)，在電動(dòng)交通工具，移動(dòng)通訊等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，也可以將其作為電子元器件和直流轉(zhuǎn)換電源。目前，超級(jí)電容器已成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)。近些年，儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉的氧化錳，因其在溫和的電解液中具有優(yōu)良的電容行為，已經(jīng)使它成為最有發(fā)展前景的超級(jí)電容器的電極材料之一。研究者們通過(guò)水熱合成，模板法和溶膠-凝膠等方法制備出了各種形貌的二氧化錳。

2、r>　　本文通過(guò)電沉積法和水熱合成法在高度有序的鈦納米管陣列上沉積氧化錳制備超級(jí)電容器電極材料。采用TEM、XRD、FESEM、XPS等手段對(duì)MnO2/TiO2納米陣列的物相和形貌進(jìn)行表征，通過(guò)循環(huán)伏安法、充放電測(cè)試其超級(jí)電容性能，分析不同工藝參數(shù)對(duì)MnO2/TiO2異質(zhì)結(jié)形貌形貌與性能的影響，并研究MnO2晶粒的生長(zhǎng)與異質(zhì)結(jié)性能的關(guān)系。主要研究如下:
　　采用恒電位沉積法在TiO2納米管陣列上沉積MnO2/TiO2異質(zhì)結(jié)，分別研

3、究不同沉積電(0.6 V,0.9 V,1.2 V)，不同醋酸錳濃度(0.01 mol/L，0.05 mol/L，0.1 mol/L，0.15mol/L)，不同沉積時(shí)間(60 s，300 s，600 s，900 s，1200 s)等不同工藝對(duì)MnO2/TiO2異質(zhì)結(jié)形貌性能的影響。最終結(jié)果表明，F(xiàn)ESEM形貌圖上針狀MnO2晶粒與TiO2納米管充分結(jié)合的MnO2/TiO2異質(zhì)結(jié)具有最佳電容特性，最佳工藝為沉積電壓0.9 V，醋酸錳濃度0.

4、05 mol/L，沉積時(shí)間600 s，掃描速率為10 mV/s時(shí)，比電容為51.6 mF/cm2。
　　采用水熱合成法對(duì)TiO2納米管陣列沉積MnO2/TiO2異質(zhì)結(jié)，配制濃度為0.01mol/L、0.05 mol/L、0.1 mol/L和0.2 mol/L的四種醋酸錳水溶液，將TiO2納米管浸入溶液放入反應(yīng)釜中。最后，將反應(yīng)釜放入恒溫電熱鼓風(fēng)干燥箱中，在90℃的溫度下保溫2h。結(jié)果0.1 mol/L時(shí)得到的MnO2/TiO2異質(zhì)