[发明专利]一种介孔氧化钴/氧化锰/碳复合纳米材料、制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种介孔氧化钴/氧化锰/碳复合纳米材料、制备方法及其应用。本发明首先将表面活性剂、钴源、锰源、硅源、有机高分子聚合物和溶剂混合形成均相溶液，随后倒入一反应容器中，在烘箱中进行交联；然后将得到的透明的膜状物焙烧，得到氧化钴/氧化锰/二氧化硅/碳的复合物；最后经碱洗涤除去二氧化硅，过滤、洗涤、干燥后，得到一种介孔氧化钴/氧化锰/碳复合纳米材料。本发明的制备方法简单，适合大规模生产。得到的复合材料比表面积为105～298m2/g，孔容为0.2～0.65cm3/g，孔径为2.2～4.6nm。本发明的纳米复合材料可用制作超级电容器所用的电极材料。

主权项

一种介孔氧化钴/氧化锰/碳复合纳米材料的制备方法，其特征在于，其是主要由氧化钴、氧化锰和碳组成的复合材料，呈介孔结构，其比表面积为105～298m2/g，孔容为0.2～0.65cm3/g，孔径为2.2～4.6nm，具体步骤如下：(1)将非离子表面活性剂、无机钴源、无机锰源、有机硅源、有机高分子聚合物和溶剂在35～45℃温度的水浴下充分搅拌，形成均相溶液；然后在35～45℃温度的烘箱中放置15～30h，再在85～110℃温度的烘箱中放置15～30h进行交联，得到有机/无机复合物膜；其中：非离子表面活性剂、溶剂、无机钴源、无机锰源、有机硅源、有机高分子聚合物的质量比为1：(10～40)：(0.5～5)：(0.5～5)：(0.2～2)：(2～6)；(2)将步骤(1)中所得的有机/无机复合物膜在惰性气氛中高温焙烧得到氧化钴/氧化锰/碳/二氧化硅复合物；其中，高温焙烧的加热程序如下：以1～3℃/min的升温速率升温至600～1000℃，再保温1～3h，最后自然冷却至室温；(3)将步骤(2)中得到的氧化钴/氧化锰/碳/二氧化硅复合物和氢氧化钠水溶液混合后，在20～60℃的温度下搅拌5～30min，再静置、离心，所得的沉淀洗涤、干燥即得到介孔氧化钴/氧化锰/碳复合纳米材料。