亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

二氧化錳/石墨烯/多孔碳復(fù)合材料的制備及其作為超級電容器電極材料的應(yīng)用的制作方法與工藝

文檔序號:12006424閱讀:8099來源:國知局
二氧化錳/石墨烯/多孔碳復(fù)合材料的制備及其作為超級電容器電極材料的應(yīng)用的制作方法與工藝
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備;本發(fā)明同時還涉及該MnO2/rGO/C復(fù)合材料作為電極材料在超級電容器中的應(yīng)用。技術(shù)背景隨著清潔能源的開發(fā)和利用,能源的儲備顯的尤為重要,開發(fā)一種新型的能源儲存設(shè)備迫在眉睫。超級電容器是一種新型的能量儲存/轉(zhuǎn)化裝置,其能量密度高(10kw/kg)、充放時間短、循環(huán)壽命長和無污染等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品,混合動力電動汽車和大型工業(yè)設(shè)備等。而電極材料的選擇是影響超級電容器的主要原因,主要包括金屬氧化物,導(dǎo)電聚合物和碳基材料。MnO2由于其豐富、價廉、環(huán)境友好、活潑的氧化還原活性以及高的理論比電容(1232F·g-1)而受到了眾多的關(guān)注。石墨烯是由一層密集的包裹在蜂巢晶體點陣上的碳原子組成的二維晶體碳材料,可以翹曲成零維的富勒烯,卷成一維的碳納米管或者堆垛成三維的石墨,因此石墨烯是構(gòu)成其他石墨材料的基本單元。與碳納米管相比,石墨烯具有更為優(yōu)異的性質(zhì),例如,良好的導(dǎo)電性(103~104S/m)、超大的比表面積(2630m2/g)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及可加工性等,這使得其成為比碳納米管更好的電化學(xué)新能源轉(zhuǎn)化與儲存的電極材。但在實際應(yīng)用中,由于范德華力的作用使其容易團聚或重新堆垛而造成實際比電容不高的結(jié)果。石墨烯基復(fù)合材料則有效的克服了石墨烯的這個難題,由于正的協(xié)同作用使得復(fù)合材料中的其它成分有效的阻止了石墨烯的團聚,從而使得石墨烯的雙電層電容得以很好的展示,有效的提高了整個材料的比電容。因此,將附帶多孔碳的片狀六邊形二氧化錳和石墨烯兩種不同的材料進行復(fù)合,期望得到性能更優(yōu)的復(fù)合材料,復(fù)合材料作為超級電容器電極材料,得到了具有單一電極不具備的優(yōu)良性能,應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的更重要目的在于提供一種片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料作為超級電容器電極材料的應(yīng)用。一、片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳復(fù)合材料的制備本發(fā)明片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳復(fù)合材料的制備方法,包括以下工藝步驟:(1)氧化石墨分散液的制備:將氧化石墨超聲分散于蒸餾水中,形成濃度為1.0~1.5mg/mL的氧化石墨分散液;(2)片狀六邊形二氧化錳的制備:將高錳酸鉀溶解于蒸餾水中,形成濃度為0.05~0.1g/L的高錳酸鉀水溶液;再加入馬鈴薯淀粉,攪拌使其充分溶解,獲得混合溶液;調(diào)解混合溶液pH值至9~10后,于160~180℃下水熱反應(yīng)12~24h;冷卻至室溫,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水洗滌至中性,干燥,得到片狀六邊形二氧化錳;高錳酸鉀與馬鈴薯淀粉的質(zhì)量比是1:1~2:1;(3)片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳復(fù)合材料的制備:在氧化石墨分散液中加入片狀六邊形二氧化錳,然后使溶液體系于160~180℃下水熱反應(yīng)12~24h;冷卻至室溫,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水洗滌至中性,干燥,得到,得到二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料。氧化石墨與片狀六邊形二氧化錳的質(zhì)量比是1:3~1:5。為了改變?nèi)芤后w系的極性,使反應(yīng)物達到高度的分散,在氧化石墨分散液中加入片狀六邊形二氧化錳混合均勻后再加入極少量的正己烷和無水乙醇并攪拌均勻,然后進行水熱反應(yīng)?;旌戏稚⒁褐姓和榈捏w積百分數(shù)為2.5~5%,無水乙醇的體積百分數(shù)為1.5~5%。二、二氧化錳/石墨烯/多孔碳復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征下面通過場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、熱分析儀(TG)、紅外譜圖(FTIR)及X射線衍射(XRD)對本發(fā)明制備的二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進行表征。1、掃描電鏡(SEM)分析圖1為本發(fā)明制備的二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的場發(fā)射掃描電鏡圖(SEM)。其中a,b為不同放大倍數(shù)的MnO2的SEM。c,d為不同放大倍數(shù)的MnO2/rGO/C復(fù)合材料的SEM圖。從圖a,b可以看到大量均勻的六邊形二氧化錳納米片;從圖c,d可以看到較薄石墨烯片均勻的包覆著六邊形二氧化錳納米片,且六邊形二氧化錳納米片可以阻隔石墨烯納米片之間的團聚,形成3D立體的碳結(jié)構(gòu)更有利于電解液的滲入,有利于石墨烯納米片產(chǎn)生更高的雙電層電容,更有利于二氧化錳產(chǎn)生更高贗電容。2、元素分析(EDS)圖2為本發(fā)明(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的元素分析圖(EDS)。由圖2可見,復(fù)合物由C,O,Mn三種元素組成,碳元素來源于被碳化的淀粉,以多孔碳的形式存在;錳和氧元素組成錳和氧的化合物。3、X衍射譜圖(XRD)分析圖3為純MnO2及本發(fā)明制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料的X衍射譜圖(XRD)。MnO2所有的衍射峰出峰位置與(JCPDS42-1169)標(biāo)準(zhǔn)圖譜相一致。復(fù)合物的衍射峰與純的MnO2和rGO相比較,出峰位置位于兩者之間,在2θ為25°附近出現(xiàn)更加寬泛的衍射峰,說明rGO把MnO2進行了很好的包覆。4、熱重譜圖(TG)分析圖4為本發(fā)明制備的MnO2,rGO和MnO2/rGO/C復(fù)合物的熱重譜圖(TG)。由圖4可見,在100℃附近,TG曲線上出現(xiàn)了輕微的質(zhì)量損失,這是由樣品失去表面物理吸附水造成的。復(fù)合物樣品在350℃后有明顯的失重現(xiàn)象,這是由復(fù)合物中rGO的分解所致。在500℃之后,TG曲線基本趨于穩(wěn)定,說明rGO已完全分解。經(jīng)估算得出,復(fù)合物中MnO2和rGO的質(zhì)量比約為3%和97%。5、紅外光譜圖(FT-IR)分析圖5為本發(fā)明制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料的紅外光譜圖(FT-IR)。從圖5可以看出,MnO2有較強的特征吸收峰,對于MnO2/rGO復(fù)合材料的紅外光譜圖,吸收峰的出峰位置和純的MnO2、rGO出峰位置一致,從而證明MnO2被rGO所包覆。三、二氧化錳/石墨烯/多孔碳復(fù)合材料的電化學(xué)性能下面通過電化學(xué)工作站CHI660B對本發(fā)明制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料的電化學(xué)性能表征進行測試。1、超級電容器電極的制備:將MnO2/rGO/C復(fù)合材料和乙炔黑的混合固體粉末共5.88mg(MnO2/rGO/C復(fù)合材料與乙炔黑的質(zhì)量百分數(shù)分別85%、15%)均勻分散于1mlNafion溶液中,超聲30min后,用移液槍量取5ul混合溶液滴在直徑為5mm的玻碳電極上,自然晾干,即得測試電極。2、電化學(xué)性能測試圖6為上述制備的超級電容器電極材料在1mol/L的H2SO4電解液溶液中電勢窗口范圍為-0.2-1.1V,不同掃描速率下的循環(huán)伏安曲線(CV)。結(jié)果表明,在所有掃描速率的CV曲線上均都可以看見一對氧化還原峰,是產(chǎn)生法拉第電容的象征。而且,隨著掃描速率的增大,CV曲線的形狀基本保持不變,說明復(fù)合物的倍容率較好,復(fù)合物具有做電容器電極材料的潛能。圖7為上述制備的超級電容器電極材料在1mol/L的H2SO4溶液中,電勢窗口范圍為-0.2-1.1V,不同電流密度下的恒電流充放電曲線圖。由圖7可知,當(dāng)電流密度為0.5A/g時,電極的比電容可以達到760F/g;當(dāng)電流密度為1A/g時,電極的比電容可以達到399F/g,說明復(fù)合物具有較高的比電容,具有做電容器電極材料的潛能,這與循環(huán)伏安曲線測試結(jié)果相一致。圖8為分別以MnO2、rGO和MnO2/rGO/C復(fù)合物作為超級電容器電極材料,在1mol/L的H2SO4電解液溶液中,電勢窗口范圍為-0.2-1.1V,掃描速率為30mv/s的循環(huán)伏安曲線(CV)。結(jié)果表明,在MnO2和MnO2/rGO/C復(fù)合物的CV曲線上均都可以看見一對氧化還原峰,是產(chǎn)生法拉第電容的象征;rGO的CV曲線類似于矩形,具有典型的雙電測電容。而且,MnO2/rGO/C復(fù)合物的CV曲線的面積最大,說明復(fù)合物具有較高的比電容。圖9為分別以MnO2、rGO和MnO2/rGO/C作為超級電容器電極材料在1mol/L的H2SO4溶液中,電勢窗口范圍為-0.2-1.1V,電流密度為1A/g的恒電流充放電曲線圖。由圖9可知,說明MnO2/rGO/C具有比單體更高的比電容,這與循環(huán)伏安曲線測試結(jié)果相一致。圖10為分別以MnO2、rGO和MnO2/rGO/C電極材料在頻率范圍為0.1~100kHz,偏置電壓為0.4V時的交流阻抗圖。由圖10可知,MnO2/rGO/C復(fù)合材料的電荷遷移電阻最小。這主要是由于復(fù)合材料特殊的結(jié)構(gòu)可以使得電解液快速的滲透到電極材料中并且能夠大大提高固液反應(yīng)界面,從而有效地降低了復(fù)合材料的電荷遷移電阻。低頻區(qū)的線性部分的斜率代表了電解液在電極孔道內(nèi)的擴散電阻。從圖中還可以發(fā)現(xiàn),MnO2/rGO/C電極的斜率要高于rGO和MnO2電極,說明相對于rGO和MnO2電極,MnO2/rGO/C在電解液中的離子擴散電阻更小以及電子轉(zhuǎn)移速度更快。圖11為本發(fā)明MnO2/rGO/C電極材料在不同電流密度下的比電容圖。由圖11可知,在電流密度分別為0.5、1、2、3、5、7、10、20A/g下所對應(yīng)的比電容分別為760、399、295、286、234、218、208、197F/g。當(dāng)電流密度從1A/g變化到20A/g時,MnO2/rGO/C復(fù)合材料比電容保持率可以達到50%。這對超級電容器在高的能量密度下提高功率密度是十分重要的。圖12為本發(fā)明制備MnO2/rGO/C復(fù)合電極材料在3A/g時的循環(huán)壽命圖。由圖12知道,在前200次循環(huán)過程中,電活性物質(zhì)被不斷活化,比電容逐漸提高,達到最高值290F/g。雖然其后比電容在一定程度上有所降低,但是在5000次循環(huán)后,其比電容仍然為初始值的96%,因此MnO2/rGO/C材料具有很高的電化學(xué)穩(wěn)定性。實驗表明,在制備超級電容器電極時,二氧化錳納米線材料與乙炔黑的質(zhì)量比為5.8:1~6.3:1,分散于Nafion溶液中的二氧化錳納米線材料和乙炔黑的質(zhì)量濃度為5.5~6.0mg/mL,涂覆于玻碳電極上混合液的量為23.5~26.5uL/cm2時,作為超級電容器電極材料,均具有優(yōu)良的電化學(xué)性能。綜上所述,本發(fā)明制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)兩者性能的協(xié)同效應(yīng),而且具有單一電極不具備的優(yōu)良性能,顯示出較高的電化學(xué)電容行為,優(yōu)良的倍容率,較好的循環(huán)穩(wěn)定性,因此可以作為超級電容器電極材料。本發(fā)明相對現(xiàn)在技術(shù)具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明以氧化石墨、馬鈴薯淀粉及高錳酸鉀為原料,均有成本低廉,來源廣泛,質(zhì)量輕,可再生,無污染等特點,而且制備過程簡單、工藝穩(wěn)定、易于操作、質(zhì)量可靠、成本低廉,作為超級電容器電極材料符合商業(yè)化的基本要求;2、本發(fā)明的石墨烯來源于氧化石墨的還原,通過高溫水熱還原使得石墨烯有效的恢復(fù)其結(jié)構(gòu),保證了其在電化學(xué)過程中電荷的快速傳遞;3、本發(fā)明通過載有多孔碳的二氧化錳與石墨烯復(fù)合,有效的降低了石墨烯的團聚,更有利電解液的滲入和石墨烯雙電層電容與二氧化錳贗電容的彰顯,進而提高了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。附圖說明圖1為本發(fā)明的MnO2及MnO2/rGO/C的場發(fā)射掃描電鏡圖(SEM)。圖2為本發(fā)明的MnO2/rGO/C復(fù)合材料的場元素分析圖(EDS)。圖3為本發(fā)明MnO2/rGO/C復(fù)合材料的X衍射譜圖圖(XRD)。圖4為本發(fā)明MnO2/rGO/C復(fù)合材料的熱分析圖(TG)。圖5為本發(fā)明MnO2/rGO/C復(fù)合材料紅外譜圖圖(FT-IR)。圖6為本發(fā)明的MnO2/rGO/C復(fù)合材料電極在1mol/L的H2SO4電解液中不同掃描速率時的循環(huán)伏安曲線圖。圖7為本發(fā)明的MnO2/rGO/C復(fù)合材料電極在1mol/L的H2SO4電解液中不同電流密度下的恒電流充放電放電曲線圖。圖8為MnO2,rGO及MnO2/rGO/C復(fù)合材料作為超級電容器電極在1mol/L的H2SO4電解液中掃描速率為30mv/s時的循環(huán)伏安曲線圖。圖9為MnO2,rGO及MnO2/rGO/C復(fù)合材料作為超級電容器電極在1mol/L的H2SO4電解液中比電流為1A/g放電放電曲線圖。圖10為MnO2,rGO和MnO2/rGO/C復(fù)合材料作為超級電容器電極在1mol/L的H2SO4電解液中的交流阻抗圖譜。圖11為本發(fā)明制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料作為超級電容器電極在1mol/L的H2SO4電解液中在不同電流密度下的比電容曲線圖。圖12為本發(fā)明制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料作為超級電容器電極在1mol/L的H2SO4電解液中比電流為3A/g循環(huán)壽命曲線圖。具體實施方式下面通過具體實施例對本發(fā)明MnO2/rGO/C復(fù)合材料的制備及其電極材料的制備和電化學(xué)性能作進一步詳細的說明。使用的儀器和試劑:CHI660B電化學(xué)工作站(上海辰華儀器公司)用于電化學(xué)性能測試;藍電(LAND)系列電池測試系統(tǒng)(武漢藍電電子有限公司)用于電極的循環(huán)壽命測試;電子天平(北京賽多利斯儀器有限公司)用于稱量藥品;JSM-6701F冷場發(fā)射型掃描電鏡(日本電子株式會社)用于材料的形貌表征;Perkin-ElmerTG/DTA-6300型熱分析儀用于熱分析;FTS3000型傅里葉紅外光譜儀(美國DIGILAB公司)用來分析組成。硫酸(白銀西區(qū)銀環(huán)化學(xué)試劑廠),馬鈴薯淀粉(甘肅定西),高溫裂解石墨粉、乙炔黑(湖南省桂陽譚沙石墨廠),高錳酸鉀(天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心),無水乙醇(安徽安特生物化學(xué)有限公司),氫氧化鉀(國藥集團化學(xué)試劑有限公司)。玻碳電極(上海眾維新材料有限公司)。實驗過程中使用的水均為一次蒸餾水,實驗所用的試劑均為分析純。實施例1(1)片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備氧化石墨分散液的制備:稱取100mg氧化石墨超聲分散于100ml蒸餾水中,形成氧化石墨分散液;片狀六邊形二氧化錳的制備:將高1.264g錳酸鉀溶解于100ml蒸餾水中,形成高錳酸鉀水溶液;再將1g馬鈴薯淀粉分散在100ml高錳酸鉀水溶液中,磁力攪拌5h,獲得混合溶液。然后用KOH溶液把混合溶液的pH值調(diào)到9~10,移至高壓反應(yīng)釜中,于180℃下水熱24h;冷卻至室溫后,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水反復(fù)洗滌至中性,60℃真空干燥12h,得到片狀六邊形二氧化錳;片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備:在上述氧化石墨分散液中先加入片狀六邊形二氧化錳,使氧化石墨與片狀六邊形二氧化錳的質(zhì)量比是1:3;強烈攪拌下再加入10mL正己烷和無5mL水乙醇,混合均勻后將反應(yīng)物移至高壓反應(yīng)釜中,180℃下水熱12h;冷卻至室溫后,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水反復(fù)洗滌,60℃真空干燥12h,得到二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料。(2)電極的制備將上述制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料在瑪瑙研缽研成粉末,取5mg與0.88mg乙炔黑混合均勻后分散于1mlNafion溶液中,超聲50min后,用移液槍量分別取5ul混合溶液分別滴在直徑為5mm的兩個玻碳電極上,自然晾干,即得測試電極。(3)電化學(xué)性能的測試以上述制備的電極為工作電極,以鉑網(wǎng)為對電極,以Ag/AgCl電極為參比電極組成三電極體系進行電化學(xué)性能測試,電解液為1mol/L的H2SO4溶液,電位窗口范圍為-0.2-1.1V。采用origin8.0軟件作圖。測試結(jié)果表明:當(dāng)電流密度為0.5A/g時,復(fù)合物電極的比電容可以達到760F/g;當(dāng)電流密度為1A/g時,復(fù)合物電極的比電容可以達到399F/g,說明復(fù)合物具有較高的比電容,具有做電容器電極材料的潛能。實施例2(1)片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備氧化石墨分散液的制備:稱取100g氧化石墨超聲分散于80ml蒸餾水中,形成氧化石墨分散液;片狀六邊形二氧化錳的制備:將高1.3g錳酸鉀溶解于100ml蒸餾水中,形成高錳酸鉀水溶液;再將0.8g馬鈴薯淀粉分散在100ml高錳酸鉀水溶液中,磁力攪拌5h,獲得混合溶液。然后用KOH溶液把混合溶液的pH值調(diào)到9~10,移至高壓反應(yīng)釜中,于180℃下水熱24h;冷卻至室溫后,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水反復(fù)洗滌至中性,60℃真空干燥12h,得到片狀六邊形二氧化錳;片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備:在上述氧化石墨分散液中先加入片狀六邊形二氧化錳,使氧化石墨與片狀六邊形二氧化錳的質(zhì)量比是1:3;強烈攪拌下再加入10ml正己烷和無3ml水乙醇,混合均勻后將反應(yīng)物移至高壓反應(yīng)釜中,180℃下水熱12h;冷卻至室溫后,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水反復(fù)洗滌,60℃真空干燥12h,得到二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料。(2)電極的制備將上述制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料在瑪瑙研缽研成粉末,取5mg與0.88mg乙炔黑混合均勻后分散于1mlNafion溶液中,超聲30min后,用移液槍量分別取5ul混合溶液分別滴在直徑為5mm的兩個玻碳電極上,自然晾干,即得測試電極。(3)電化學(xué)性能的測試以上述制備的電極為工作電極,以鉑網(wǎng)為對電極,以Ag/AgCl電極為參比電極組成三電極體系進行電化學(xué)性能測試,電解液為1mol/L的H2SO4溶液,電位窗口范圍為-0.2-1.1V。當(dāng)電流密度為0.5A/g時,復(fù)合物電極的比電容可以達到750F/g。實施例3(1)片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備氧化石墨分散液的制備:稱取100g氧化石墨超聲分散于120ml蒸餾水中,形成氧化石墨分散液;片狀六邊形二氧化錳的制備:將高1.1g錳酸鉀溶解于100ml蒸餾水中,形成高錳酸鉀水溶液;再將0.7g馬鈴薯淀粉分散在100ml高錳酸鉀水溶液中,磁力攪拌5h,獲得混合溶液。然后用KOH溶液把混合溶液的pH值調(diào)到9~10,移至高壓反應(yīng)釜中,于180℃下水熱24h;冷卻至室溫后,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水反復(fù)洗滌至中性,60℃真空干燥12h,得到片狀六邊形二氧化錳;片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備:在上述氧化石墨分散液中先加入片狀六邊形二氧化錳,使氧化石墨與片狀六邊形二氧化錳的質(zhì)量比是1:3;強烈攪拌下再加入5ml正己烷和無100ml水乙醇,混合均勻后將反應(yīng)物移至高壓反應(yīng)釜中,180℃下水熱12h;冷卻至室溫后,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水反復(fù)洗滌,60℃真空干燥12h,得到二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料。(2)電極的制備將上述制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料在瑪瑙研缽研成粉末,取5mg與0.88mg乙炔黑混合均勻后分散于1mlNafion溶液中,超聲30min后,用移液槍量分別取5ul混合溶液分別滴在直徑為5mm的兩個玻碳電極上,自然晾干,即得測試電極。(3)電化學(xué)性能的測試以上述制備的電極為工作電極,以鉑網(wǎng)為對電極,以Ag/AgCl電極為參比電極組成三電極體系進行電化學(xué)性能測試,電解液為1mol/L的H2SO4溶液,電位窗口范圍為-0.2-1.1V。當(dāng)電流密度為1A/g時,復(fù)合物電極的比電容可以達到365F/g,說明復(fù)合物具有較高的比電容,具有做電容器電極材料的潛能。實施例4(1)片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備氧化石墨分散液的制備:稱取80g氧化石墨超聲分散于120ml蒸餾水中,形成氧化石墨分散液;片狀六邊形二氧化錳的制備:將高1.5g錳酸鉀溶解于100ml蒸餾水中,形成高錳酸鉀水溶液;再將1.3g馬鈴薯淀粉分散在100ml高錳酸鉀水溶液中,磁力攪拌5h,獲得混合溶液。然后用KOH溶液把混合溶液的pH值調(diào)到9~10,移至高壓反應(yīng)釜中,于180℃下水熱24h;冷卻至室溫后,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水反復(fù)洗滌至中性,60℃真空干燥12h,得到片狀六邊形二氧化錳;片狀六邊形二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料的制備:在上述氧化石墨分散液中先加入片狀六邊形二氧化錳,使氧化石墨與片狀六邊形二氧化錳的質(zhì)量比是1:3;強烈攪拌下再加入3ml正己烷和無10ml水乙醇,混合均勻后將反應(yīng)物移至高壓反應(yīng)釜中,180℃下水熱12h;冷卻至室溫后,抽濾,用無水乙醇、蒸餾水反復(fù)洗滌,60℃真空干燥12h,得到二氧化錳/石墨烯/多孔碳(MnO2/rGO/C)復(fù)合材料。(2)電極的制備將上述制備的MnO2/rGO/C復(fù)合材料在瑪瑙研缽研成粉末,取5mg與0.88mg乙炔黑混合均勻后分散于1mlNafion溶液中,超聲40min后,用移液槍量分別取6ul混合溶液分別滴在直徑為5mm的兩個玻碳電極上,自然晾干,即得測試電極。(3)電化學(xué)性能的測試以上述制備的電極為工作電極,以鉑網(wǎng)為對電極,以Ag/AgCl電極為參比電極組成三電極體系進行電化學(xué)性能測試,電解液為1mol/L的H2SO4溶液,電位窗口范圍為-0.2-1.1V。測試結(jié)果表明:當(dāng)電流密度為2A/g時,復(fù)合物電極的比電容可以達到286F/g,說明復(fù)合物具有較高的比電容,具有做電容器電極材料的潛能。
當(dāng)前第1頁1 2 3 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1