MnO2基復(fù)合物的合成及其電化學(xué)電容特性研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種介于電池和靜電電容器之間的新型儲(chǔ)能元件,與蓄電池相比具有較高的比功率,與靜電電容器相比具有較大的比容量,而且運(yùn)行溫度范圍寬、循環(huán)壽命長(zhǎng),具有廣闊的應(yīng)用前景,近年來成為研究的熱點(diǎn)。
　　目前,超級(jí)電容器的研究主要集中在高性能的電極材料的制備上。本文使用兩種方法制備出了MnO2電極材料,用質(zhì)子酸低溫下?lián)诫s氧化聚合和二氧化錳常溫氧化聚合兩種方法制得了聚苯胺,并制備了MnO2和功能化碳納米管和聚苯胺的復(fù)合材料,采用循環(huán)伏安

2、(CV)、恒流充放電、掃描電子顯微鏡(SEM)以及紅外光譜技術(shù)對(duì)復(fù)合電極的性能和形貌進(jìn)行了測(cè)試和表征。本文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)使用過量的MnO2作為氧化劑將苯胺聚合,得到不同比例的MnO2/PANI,電化學(xué)活性最好的Mn15/PANI1(MnO2與PANI質(zhì)量比為15:1)電極比電容達(dá)到67.5F·g-1,將Mn15/PANI1電極與功能化多壁碳納米管(SMWCNT用ST表示)復(fù)合得到的復(fù)合電極中,Mn15/PANI1/S

3、T(MnO2、PANI和SMWCNT質(zhì)量比為15:1:80)呈現(xiàn)出較好的法拉第準(zhǔn)電容行為,具有好的電化學(xué)活性,氧化電流密度達(dá)到1.82A·g-1,比電容值達(dá)到127.6F·g-1。
　　(2)利用化學(xué)法,在異丙醇環(huán)境中,以功能化多壁碳納米管、KMnO4和MnCl2為原料制備出了不同比例的MnO2/SMWCNT,電容活性最好的c-Mn/ST13(MnO2與SMWCNT質(zhì)量比為1:3)電流密度達(dá)到2.83A·g-1,比電容達(dá)到145.

4、2F·g-1;將c-Mn/ST13與聚苯胺按照不同比例復(fù)合,得到的電容活性最好的c-Mn/ST13-104PANI(MnO2、SMWCNT和PANI的質(zhì)量比為5:15:2)電流密度達(dá)到4.17A·g-1、比電容為308.1F·g-1,摻雜聚苯胺后的復(fù)合電極比之前沒摻雜的電化學(xué)表現(xiàn)要更好,是較為理想的電容器材料。
　　(3)利用化學(xué)法,在水溶液體系中,以功能化多壁碳納米管(SMWCNT)、KMnO4和MnSO4為原料制備出了不同比例