低温共沉淀法制备ZnMn2O4微纳米材料及其电化学性能
2021-04-13许雪棠龙俊禧刘素英苏海艳王凡
许雪棠,龙俊禧,刘素英,苏海艳,王凡
(广西大学 化学化工学院, 广西 南宁 530004)
近年来,尖晶石型复合金属氧化物ZnMn2O4作为无机功能半导体材料,因具有成本低、无毒、光电活性较高等特点,越来越受到科研工作者的关注[1-6]。例如,XIAO等[7]在低温下制备得到的花球状ZnMn2O4超级结构纳米材料,该材料具有很好的电化学储锂性能,经过一次电化学循环过程后,库伦效率达到98 %以上,在电流密度为100 mA/g下,经过50圈电化学循环后仍有626 mAh/g的高比容量。ZHANG等[8]采用共沉淀法制备得到具有核-壳结构的多孔ZnMn2O4纳米颗粒,研究结果表明,经过600 ℃高温煅烧的样品,作为锂电池材料具有较高的可逆容量,在100 mA/g的电流密度下,经过50次循环充放电后,样品电极的电容量仍保持为999 mAh/g。YANG等[9]利用静电纺丝法制备一维ZnMn2O4纳米纤维,用于锂电池材料的研究,经过35次电化学循环后,放电容量为658 mAh/g。目前ZnMn2O4在电化学方面有较多的研究报道,但是大多数集中在锂电池电极材料的应用上,作为超级电容器电极材料的应用仍研究不多。锰是广西的优势资源,保有储量达到2.23×108t,占全国的39.8 %,居全国之首。研究开发尖晶石型锰基电化学材料,将有利于提高锰产品的附加值,拓宽锰材料的应用范围。
低温共沉淀法一般指在室温以下温度(如: -20~20 ℃),采用共沉淀的原理制备得到目标材料的方法。在低温条件下,沉淀粒子的成核和生长速度变慢,生长习惯也会改变,从而使得沉淀产物的结构特征与常温共沉淀产物有非常大的不同[10-11]。采用低温共沉淀法制备材料,金属盐的种类、沉淀剂的种类、反应液的浓度、共沉淀的温度等,不同的制备工艺条件都会影响到材料的结构与性能[12]。……