[发明专利]一种含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法

摘要

本发明公开一种用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其以含氮生物质碳和二氧化锰为原料制备所述电极。首先通过水热法合成二氧化锰纳米线，之后将二氧化锰纳米线、含氮生物质碳和二氧化硅混合，依次经过高温碳化和碱液刻蚀，最终形成复合电极材料。所制备的复合电极材料具有较高的比电容值，在2mol/L的Ca(NO3)2电解液中，比容量最高可达357.5F/g，并且具有优异的循环稳定性，5000次循环后，比容量依然可以保持97.2％。本发明所用生物质碳为可再生资源，二氧化锰为环境友好型原材料，都具有原料丰富且成本较低的特点。本发明制备的超级电容器用复合电极性能优异，且操作简单，可以满足能量存储的应用需求。

主权项

1.一种用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)二氧化锰纳米线的合成；将KMnO₄和K₂S₂O₈溶解于去离子水中形成混合溶液一，将所述混合溶液一进行水热反应，其中，KMnO₄、K₂S₂O₈、去离子水的重量比例为0.75∶1.30∶15；反应结束后，对产物进行清洗，并60℃真空干燥处理，得到二氧化锰纳米线；(2)含氮多孔碳/二氧化锰复合电极材料的制备；将二氧化锰纳米线、含氮生物质、二氧化硅纳米颗粒混合分散到另行准备的去离子水中形成混合溶液二，所述混合溶液二超声处理30分钟，其中，二氧化锰纳米线、含氮生物质、二氧化硅纳米颗粒、另行准备的去离子水的重量比例为(0.01～6)∶2∶2∶50；将所述混合溶液二置于在80℃环境中至溶剂全部蒸发，并进一步在‑40℃下冷冻干燥12小时，将得到产物进行热处理，并进一步用2mol/L的KOH溶液处理，以实现对二氧化硅的刻蚀并得到最终产物含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极材料。