納米二氧化錳的水熱制備、表征及超電容性能研究.pdf

1、本論文中,在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上,總結(jié)了納米材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用及制備技術(shù)的進展.基于水熱法制備方法,分別以過硫酸銨等物質(zhì)為氧化劑,進行了納米二氧化錳的制備.利用X-射線粉末衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)等測試方法對產(chǎn)物進行了物相和形貌表征,結(jié)合循環(huán)伏安(CV)研究了材料的超電容性能.研究了制備條件,如溫度、時間,摻雜金屬離子等對材料結(jié)構(gòu)和形貌的影響.實驗結(jié)果表明,產(chǎn)物的形貌與溶劑的種類

2、有很大的關(guān)系.結(jié)合所得結(jié)果,文中對反應(yīng)過程和生長機理也進行了探討.主要內(nèi)容總結(jié)如下: 1、以過硫酸銨和硫酸錳為反應(yīng)物,采用水熱合成進行納米MnO<,2>的制備,改變溫度、時間和酸度等因素,研究了制備條件對材料相態(tài)和形貌的影響.制備出的MnO<,2>為四方晶系β相態(tài)納米棒,材料的尺度分布主要為60nm,長度為1um左右.發(fā)現(xiàn)制備條件影響晶核生成及晶核生長速度,但不改變產(chǎn)物的形貌和晶型. 2、以氯酸鉀為氧化劑,硫酸錳為錳源,

3、采用水熱法進行納米MnO<,2>的制備,合成出了四方晶系α-MnO<,2>納米棒.研究了溫度、時間等因素對材料相態(tài)和形貌的影響.當溫度超過200℃,晶型由α型轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦?材料的尺度分布主要為100nm,長度為1.2um.而且產(chǎn)物MnO<,2>呈現(xiàn)出豐富的形貌變化,如棒狀和雪花狀.發(fā)現(xiàn)溫度不僅對晶核生成及晶核生長速度有影響,而且會改變產(chǎn)物二氧化錳的晶型和形貌. 3、通過溶液中添加金屬離子,進行了MnO<,2>的制備和摻雜研究,溶液

4、中的鉻和釩摻雜對產(chǎn)物形貌有明顯的影響,使產(chǎn)物的形貌發(fā)生了改變,生成了蘭花狀和刺球狀MnO<,2>,但不改變產(chǎn)物的晶型.而鈷、鎳和鋅等金屬離子對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和形貌影響不大,最終產(chǎn)物的晶型、形貌均未發(fā)生改變.X-射線光電子能譜(XPS)證實了鉻、釩在產(chǎn)物中均有效摻入. 4、將制備好的Mn02粉末制成電極,對其進行電化學循環(huán)伏安(CV)測試.摻雜了金屬離子的MnO<,2>比未摻雜的電化學性能好,其中摻V<,2>O<,5>后比電容大于25