碳微球辅助制备高比电容多孔C/δ-MnO2复合材料
2020-07-08王建芳李创飞雷雯
商洛学院学报 2020年4期
关键词:复合材料
王建芳,李创飞,雷雯
(商洛学院 化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室,陕西商洛 726000)
人类社会经济的发展使不可再生能源日渐枯竭,同时造成严重的环境污染,清洁可再生能源的开发日益迫切。在能源存储器件中,超级电容器由于操作安全、高的功率密度、良好的循环稳定性等特点而备受关注[1]。但是,超级电容器的能量密度一般较低,超级电容器的能量密度是由方程E=1/2CV2决定的(C为电极的比电容,V为电极两端的电压),因而提高比电容和拓宽电压窗口是提高能量密度的有效途径[2-3]。
在过渡金属氧化物中,二氧化锰材料理论比电容高、资源丰富、价格低廉,在中性水溶液中有良好的电容行为,是最具有发展潜力的电极材料之一[4]。二氧化锰的赝电容特性归因于Mn4+/Mn3+氧化还原体系中单电子转移[5],材料的纳米化和孔洞化处理可以有效缩短离子的传输途径,缓解充放电过程中的体积变化,提高材料的赝电容[6]。研究者们采用水热法、热分解法、模板法等技术制备了多孔氧化锰纳米材料。其中硬模板法路线简单、目标产物形貌可控等优点常用于制备具有空心或多孔结构材料。WANG等[7]以碳球为硬模板制备了海胆结构γ-MnO2,该材料具有介孔结构且比表面积为110 m2·g-1。BAG等[8]采用锌单质为模板和还原剂,将其与KMnO4溶液反应制得了三维分级介孔α-MnO2纳米花,材料的孔径为4.83 nm,比表面积为206 m2·g-1。在 1 A·g-1的电流密度下,比电容为322 F·g-1,同时展现出良好的循环稳定性。利用原位刻蚀法,多孔氧化锰纳米片得以制备[9]。……
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