[发明专利]一种生物质基二氧化锰-碳纤维复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种生物质基二氧化锰‑碳纤维复合材料及其制备方法，该复合材料主要是由以生物质材料为原材料制备得到的碳纤维结构和包覆于碳纤维表面的二氧化锰包覆层。利用广泛存在的生物质为原材料，通过高温石墨化过程和一步电沉积的方式，制备得了具有完美核壳结构的二氧化锰@碳纤维复合材料。该复合材料的显著特点在于充分利用了生物质纤维的较大孔隙率和表面积的优势，同时能够在纤维表面生长均匀且致密的二氧化锰包覆层，形成复杂的核壳结构。本发明所制备得到的二氧化锰@碳纤维复合材料不仅能够用于超级电容器电极材料，还能应用于二氧化锰‑锂原电池正极材料，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种生物质基二氧化锰‑碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将生物质材料利用稀盐酸处理1‑2h，置于鼓风干燥箱中烘干表面水分；2)将得到的生物质材料置于管式烧结炉中，升温至300‑350℃进行碳化处理5‑8h，向管式烧结炉中通入Ar或者N2进行保护，继续升温至800‑1000℃进一步进行碳化处理5h，再升高至1550‑1800℃进行表面石墨化处理；3)得到的石墨化纤维置于浓硫酸中进行酸化处理8‑12h，分散于水和/或有机溶剂中，真空抽滤或者溶解挥发制成碳纤维膜；4)以碳纤维膜作为工作电极，铂片作为对电极和参比电极进行二氧化锰的电沉积；5)得到的电沉积产物置于鼓风干燥箱中80‑100℃干燥2h，置于马弗炉中在250‑800℃条件下退火处理。