[发明专利]一种MnO2/Ti3C2TxMxene柔性超级电容器电极材料的制备方法

摘要

一种MnO₂/Ti₃C₂T_xMxene柔性超级电容器电极材料的制备方法，属于储能材料技术领域。本发明以MnO₂与Ti₃C₂T_xMxene相结合制备出电化学性能和机械性能良好的柔性超级电容器电极材料。具体涉及一种以LiF和HCl为腐蚀液，将Ti₃AlC₂的Al层腐蚀，获得Ti₃C₂T_x，再将MnCl₂·4H₂O与Ti₃C₂T_x按一定质量比混合加热，在KMnO₄的作用下进行氧化还原反应，使生成的MnO₂纳米棒沉积在Ti₃C₂T_x上，最后通过洗涤、干燥，得到柔性超级电容器电极材料。本发明利用具有优异比电容的MnO₂，并针对它存在导电性能不佳的缺点，采用原位沉积法，将MnO₂纳米棒沉积到导电性能佳的Ti₃C₂T_xMxene材料上，获得柔性MnO₂/Ti₃C₂T_xMxene复合电极材料，不仅保证电子的快速传递，而且大大降低了系统的电阻，该电极材料制备的电容器表现出良好的柔性、优异的循环稳定性、高能量密度等特点。

主权项

1.一种MnO2/Ti3C2TxMxene柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)Ti3C2Tx的制备：1.1)将2g LiF加到20ml HCl中搅拌至溶液澄清，以制备腐蚀液；1.2)向步骤1.1)的溶液中缓慢添加2g Ti3AlC2粉末，将溶液加热到40℃，保持24h，然后用去离子水洗涤5次，离心，直到上层清液的pH约为6；1.3)将步骤1.2)离心好的固体，60℃真空干燥12h，得到Ti3C2Tx粉末；2)MnO2/Ti3C2TxMxene电极材料的制备：2.1)称取0.086‑4.14mmol MnCl2·4H2O，50mg步骤1)的Ti3C2Tx，将两者分散在50ml异丙醇中，超声1‑3h得到稳定悬液，悬液搅拌加热至80‑100℃；2.2)0.057‑2.76mmol KMnO4溶于5ml去离子水中，使反应后的MnO2、Ti3C2Tx的理论质量比为0.25‑4；然后快速加入步骤2.1)的悬液中，冷凝回流20‑40min，混合物冷却至室温，离心、洗涤，得到黑色沉淀，60℃下真空干燥12‑24h，得到MnO2/Ti3C2Tx复合材料，其中，MnO2呈纳米棒状结构沉积在Ti3C2Tx上，接着将MnO2/Ti3C2TxMxene复合材料制作成柔性超级电容器进行电化学性能测。