[发明专利]聚苯硫醚插层二氧化锰及其制备方法和将其用作电极材料

摘要

本发明提供了一种聚苯硫醚插层二氧化锰复合材料及其制备方法,以及将其用作超级电容器电极材料能。本发明所提供的聚苯硫醚插层二氧化锰，是在层状二氧化锰层间插层聚苯硫醚形成的复合材料，其中聚苯硫醚和层状二氧化锰的比例为1:1-7。聚苯硫醚插层二氧化锰复合材料是通过剥离重组法制备而成，即采用四甲基氢氧化铵将层状二氧化锰剥离，再采用十六烷基三甲基氯化铵将层状二氧化锰重组，再与聚苯硫醚在N-甲基吡咯烷酮有机溶液中交换反应，制备聚苯硫醚插层二氧化锰纳米复合材料。该材料比电容可以达到524F/g且具有较小的阻抗性能和良好的循环稳定性，是一种良好的超级电容器电极材料。

主权项

一种聚苯硫醚插层二氧化锰的制备方法，具体制备步骤如下：A.将氢氧化钠固体加入到质量浓度为30%的过氧化氢溶液中配制前驱碱液，其中每毫升过氧化氢溶液中加入200‑250mg氢氧化钠；快速将硝酸锰溶液加入前驱碱液中，其中硝酸锰溶液与前驱碱液的体积比为1:3‑6，搅拌30‑60min,分离出固体；再将固体加入浓度为1‑3mol/L的氢氧化钠溶液使其固含量为150‑200mg/ml，转移到聚四氟乙烯杯中，加入高压反应釜中，使其升温至150‑160℃，反应12‑48小时，出料，分离出固体，洗涤至中性，干燥、研磨，得到钠型层状二氧化锰；所述的硝酸锰溶液质量百分含量为40‑50%；B.将钠型层状二氧化锰加入浓度为1‑2mol/L硝酸溶液中，配成固含量为0‑15mg/ml溶液，在室温下搅拌3‑5天反应，分离，洗涤至中性，得到氢型层状二氧化锰；C.将氢型层状二氧化锰与去离子水混合配成固含量为0‑15mg/ml的溶液，再加入该溶液10‑12倍体积的四甲基氢氧化铵溶液，搅拌5‑10天，离心取沉淀，并反复离心洗涤，既得剥离型的二氧化锰；所述的四甲基氢氧化铵质量浓度25%；D.将剥离型的二氧化锰与十六烷基三甲基氯化铵摩尔比为1‑5:1混合，搅拌12‑48小时,分离洗涤，70‑90℃干燥10‑12h,得到十六烷基三甲基氯化铵插层二氧化锰；E.将十六烷基三甲基氯化铵插层二氧化锰溶于N‑甲基吡咯烷酮中，使混合溶液中十六烷基三甲基氯化铵插层二氧化锰的固含量为1.0‑1.5mg/ml,超声分散均匀；F.将聚苯硫醚溶于N‑甲基吡咯烷酮中，使其中聚苯硫醚的固含量为2.0 ‑3.0mg/ml，超声分散均匀；G．E和F的溶液按1‑7:1的比例混合，超声分散均匀，搅拌，分离，洗涤，干燥，得到聚苯硫醚插层二氧化锰材料。