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《大连理工大学》 2012年
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二氧化锰超级电容器电极材料的制备及表征

赵明  
【摘要】:二氧化锰作为超级电容器电极材料具有与Ru02相似的电容特性,同时Mn02还具有资源丰富、价格低廉、对环境友好等特点,越来越受到广大研究者的重视。MnO2材料的制备方法很多,但是大多数的制备方法条件都比较苛刻,受温度和压强的限制。本文采用简单易行的液相沉淀法制备纳米MnO2电极材料,该法是在常压、低温、无分散剂的条件下进行的。采用XRD、SEM、循环伏安法和恒流充放电测试对材料进行表征。主要研究内容如下: 研究了羧甲基纤维素、热处理温度对MnO2电极材料的物理特性及电化学性能的影响。添加羧甲基纤维素的Mn02材料的内阻较大,循环稳定性变差,电极比容量减小对MnO2进行300℃和400℃的热处理后材料的晶型结构有所改变,Mn02材料的电化学性能得到改善。尤其在300℃下热处理后的MnO2具有较好的循环稳定性,表现出良好的电化学性能。 通过液相沉淀法制备出掺杂Cr的Mn02复合材料,并研究了K2Cr2O7的掺杂量、回流时间以及还原剂对复合材料的影响。研究结果表明:K2Cr207的掺杂量和回流时间均对复合材料的物理性质和电化学性能有影响。随着Cr的掺杂量和回流时间的增加,Mn02复合材料由纳米球状逐渐生长成纳米线结构,该纳米线直径约为80nm,长度约为0.5-2μm。当掺杂量为10%(相对KMnO4的质量)、回流时间为0.5h时,MnO2复合材料成纳米球结构,比表面积最大,表现出良好的电化学性能。在0.5mol/L Na2SO4溶液中,当电流密度为1.5A/g时,比容量仍可达129F/g,是未掺杂材料比容量的两倍多。 通过液相沉淀法制备出掺杂Sn的MnO2复合材料,并研究了Sn的掺杂量对复合材料的影响。XRD和SEM测试结果表明掺杂引起了材料形貌的改变。掺杂后MnO2复合材料为纳米球状,直径约50~100nm。当Mn:Sn的摩尔比为100:2.5时,MnO2复合材料具有较好的高倍率性能。在1mol/L KOH溶液中,0.5A/g的电流密度下,复合材料的比电容为287F/g,大于未掺杂的比容量(101F/g),在1A/g的电流密度下比电容仍可达183F/g,电化学性能均优于其他电极。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O614.711

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈玲;二氧化锰—聚苯胺纳米复合材料的制备与电化学性能[D];大连理工大学;2013年
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