[发明专利]一种二氧化锰-氧化石墨烯复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化锰‑氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括：(1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散处理1～2h，得到氧化石墨烯悬浮液；(2)将高锰酸钾溶解在去离子水中，形成浓度为0.01～0.5mol/的高锰酸钾溶液，将上述氧化石墨烯悬浮液和所述高锰酸钾溶液混合，加入1mol/L盐酸调节混合溶液的pH为5～6，在温度为50～80℃条件下搅拌反应36～72h，得到含有二氧化锰‑氧化石墨烯的混合溶液；(3)将上述含有二氧化锰‑氧化石墨烯的混合溶液过滤，分别用0.1～1mol/L盐酸和去离子水洗涤3～5次，于50～60℃烘箱中干燥1～2h，得到二氧化锰‑氧化石墨烯复合材料。本发明中的二氧化锰‑氧化石墨烯复合材料具有优良的导电性能，可用于锂离子电池的电极材料和超级电容器电极材料等。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种二氧化锰-氧化石墨烯复合材料的制备方法。

背景技术

MnO₂是研究较为广泛的多功能过渡金属氧化物，它具有环境友善、价格低廉、资源丰富等优点，并且具有优异电化学性能，在作为电池电极材料的商业化过程中已取得了巨大的成功。近年来，由于材料纳米化所带来的新奇的效应，人们对于纳米MnO₂的研究越来越感兴趣，关于纳米MnO₂作为超级电容器的电极材料报道也屡见不鲜。但纳米MnO₂在作为超级电容器电极材料过程中很容易发生团聚，从而使其循环性变差，甚至有可能失去纳米化所带来的优异性能。

氧化石墨是石墨经深度液相氧化得到的一种层间距远大于原石墨的层状化合物，剥离后可形成单片层结构。经过氧化的石墨在其片层表面引进了许多氧基功能团，比如羟基、羧基、环氧基等亲水活性基团，从而使其很容易在极性溶剂中形成比较稳定的单层薄片，使得其比表面积大幅度增大。氧化石墨烯能与绝大多数金属和金属氧化物复合得到性能优异的复合材料。

现有的石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法是：采用水合肼还原法和化学沉淀法合成石墨烯和二氧化锰，然后再将它们交替地滴涂于电极表面而制备石墨烯/二氧化锰复合材料。但是，氧化石墨烯的还原过程中不仅使用大量有毒化学试剂水合肼造成对人体健康危害和环境污染，而且石墨烯纳米片发生了严重团聚使材料的比表面大幅度降低，从而影响复合材料的导电性能。

为此，有必要针对上述问题，提出一种二氧化锰-氧化石墨烯复合材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化锰-氧化石墨烯复合材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种二氧化锰-氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括：

(1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散处理1～2h，得到氧化石墨烯悬浮液；

(2)将高锰酸钾溶解在去离子水中，形成浓度为0.01～0.5mol/的高锰酸钾溶液，将上述氧化石墨烯悬浮液和所述高锰酸钾溶液混合，加入1mol/L盐酸调节混合溶液的pH为5～6，在温度为50～80℃条件下搅拌反应36～72h，得到含有二氧化锰-氧化石墨烯的混合溶液；

(3)将上述含有二氧化锰-氧化石墨烯的混合溶液过滤，分别用0.1～1mol/L盐酸和去离子水洗涤3～5次，于50～60℃烘箱中干燥1～2h，得到二氧化锰-氧化石墨烯复合材料。