[发明专利]一种二氧化锰/碳复合纳米管的制备方法

摘要

本发明涉及一种二氧化锰/碳复合纳米管的制备方法，属于新能源材料领域。通过把静电纺丝得到的碳纳米纤维在高锰酸钾溶液中浸泡和高温退火即可得到二氧化锰/碳复合纳米管。浸泡时间是调控二氧化锰负载量的关键因素，对复合纳米管的形貌有很大影响。二氧化锰/碳复合纳米管对废水中铅离子的去除有良好效果，最大吸附量可达283mg/g，在废水处理和超级电容器领域有潜在应用前景。

主权项

1.一种二氧化锰/碳复合纳米管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：PAN/DMF溶液，经过静电纺丝，预氧化，碳化，二氧化锰复合和退火处理后得到二氧化锰/碳复合纳米管；其具体阶段如下：第一阶段，静电纺丝：配制PAN/DMF溶液，进行静电纺丝；待静电纺丝完成后，得到PAN纳米纤维膜；本阶段中，PAN/DMF溶液浓度为8‑10wt%；静电纺丝过程为维持恒流注射泵推进速度1mL/h，电压15kV，接收距离15cm，湿度30%‑40%；第二阶段，预氧化：将得到的PAN纳米纤维膜，在空气氛围下，程序升温至260℃，然后自然降至室温，得到预氧化的纳米纤维；本阶段中，程序升温为：从室温以2℃/min升至180℃，再以1℃/min升至260℃，并在260℃下维持60min；第三阶段，碳化： 将得到的预氧化纳米纤维，在惰性气体环境下，采用程序升温至800℃，然后自然降至室温，得到碳纳米纤维膜；本阶段中，反应在管式炉中进行加热，惰性气体流速为60mL/min，程序升温过程为：从室温以5℃/min升至800℃，在800℃下维持90min；第四阶段，二氧化锰复合：取高锰酸钾加入去离子水中，充分搅拌均匀得到高锰酸钾溶液；将得到的碳纳米纤维膜浸入高锰酸钾溶液中，室温浸泡10‑12h后，去离子水冲洗，烘干得到二氧化锰复合碳纳米纤维；本阶段中，高锰酸钾溶液浓度为5‑30mmol/L，烘干在55‑60℃真空条件进行；第五阶段，退火：将得到的二氧化锰复合碳纳米纤维加热，在空气氛围下，程序升温至300℃，然后自然降至室温，得到二氧化锰/碳复合纳米管；本阶段中，程序升温过程为：从室温以5℃/min升至300℃，在300℃下维持30‑90min。