[发明专利]电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的方法及其应用

权利要求书

1.电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的方法，其特征是步骤为：

1)石墨烯修饰电极的制备：按氧化石墨∶去离子水1∶10000～10000000配置溶液，加入支持电解质至其浓度为0～5.0mol/L，超声振荡10～30min，于去离子水中形成稳定的氧化石墨烯分散液，超声频率为55-60kHz；

在电学化工作站上选择电位值为-0.9～-1.2V和温度为0～40℃进行恒电位电解10～60秒，取出电极，用去离子水洗涤，干燥；

2)石墨烯/二氧化锰复合材料电极的制备：将1)制得的石墨烯修饰电极放入含有0.001～1.0mol/L锰盐前驱体和0.01～1.0mol/L支持电解质的去离子水溶液中，用硫酸调节电解液酸度至硫酸浓度为0.01～1.0mol/L，选择电位值为0.9～1.2V和温度为0～40℃进行恒电位电解10～60秒；取出电极，去离子水洗涤，干燥，即得产品石墨烯/二氧化锰复合材料电极。

2.如权利要求1所述电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的方法，其特征是：所述支持电解质是以K⁺或Na⁺为阳离子，以SO₄^2-、CO₃^2-、CH₃COO^-、Cl^-、ClO₄^-、ClO₃^-或NO₃^-为阴离子所组成的化合物中的任何一种，或者它们的混合物。

3.如权利要求1所述所述电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的方法，其特征是：所述的锰盐前驱体是以Mn²⁺为阳离，以CH₃COO^-、SO₄^2-或NO₃^-为阴离子所组成的化合物中的任何一种，或者它们的混合物。

4.如权利要求1所述所述电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的方法，其特征是：步骤(1)和(2)能够重复操作10～100次。

5.权利要求1所述电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的应用，其特征是：取石墨烯/二氧化锰复合材料电极作为工作电极和对电极，采用0.1～10mol/L的离子液体为电解液制备超级电容装配。

6.如权利要求4所述电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的应用，其特征是：所述电解液是如下式1所示的阳离子和以溴离子、氯离子、四氟硼酸根、六氟磷酸根或双三氟甲基磺酸亚胺离子为阴离子所组成的化合物中的任何一种，或者它们的混合物；

其中R₁和R₂是取代基，R₁是氢原子或甲基，R₂是氢原子或碳原子数在1～12之间的烷基、烯基或炔基。

7.如权利要求5所述电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的应用，其特征是：所述的超级电容装配所使用的电解液是离子液体的乙氰或乙醇溶液；所述的超级电容装配所使用的电解液中离子液体的浓度为0.1～10mol/L。