[發明專利]一種制備多孔球狀氧化錳/碳復合物的方法

在審

• 申請號: 201811545328.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109659145A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 沈紹典;包坤銘;毛東森
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/32;H01G11/46
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 楊軍

本發明涉及一種制備多孔球狀氧化錳/碳復合物的方法，包括以下步驟：1)將一定濃度的氧化錳前軀體加入到間氨基苯酚甲醛樹脂球的分散液中，攪拌數小時，離心分離后得到間氨基苯酚甲醛樹脂球/氧化錳前軀體復合物；2)將步驟1)所得的間氨基苯酚甲醛樹脂球/氧化錳前軀體復合物，放到烘箱中靜置一段時間進行熱處理；3)將經過熱處理的間氨基苯酚甲醛樹脂球/氧化錳前軀體復合物在氮氣氣氛下高溫碳化，即得多孔球狀氧化錳/碳復合物；本發明同現有技術相比，該方法簡單溫和，可以通過改變錳的前軀體的濃度來調節復合物中氧化錳的含量以及復合物中孔體積的大小，且設備工藝簡單，成本低廉，周期較短，產量較高。

[技術領域]

本發明屬于材料制備技術領域，具體地說是一種制備多孔球狀氧化錳/碳復合物的方法。

[背景技術]

超級電容器又名電化學電容器,主要依靠雙電層和氧化還原贗電容(法拉第贗電容)電荷儲存電能。超級電容器是介于常規電容器與二次電池之間的儲能器件,同時兼有電容器功率密度大和二次電池能量密度高的優點，具有功率密度高、充放電速度快、環境友好、循環壽命長、可逆性好、使用溫度范圍寬、安全性高以及成本低等特點。

二氧化錳具有較高的比電容量，是一種重要的電化學超級電容器電極材料，但是作為金屬氧化物，本身的導電性比較差。而多孔球狀氧化錳/碳復合物因其獨特的結構特性，對改善超級電容器的比表面積和能量密度以及導電性十分有利，因而受到廣泛的關注。

C/MnO₂復合材料能提高電極材料的導電性，因而在制備超級電容器的電極材料中，常常將氧化錳制備成碳/氧化錳復合物。C/MnO₂復合材料制備方法有許多，如原位生長法、共沉淀法、水熱法、電沉積法等。

C/MnO₂復合材料形貌有很多種，不同形貌影響樣品的不同物理和化學性能。其中，球狀多孔氧化錳/碳復合材料具有較低的密度、高比表面積和良好的電子俘獲能力等，引起人們的更多關注。目前，專利和文獻報道的氧化錳/碳復合物材料制備方法主要是浸漬法，即先合成多孔碳，然后將錳的前軀體如高錳酸鉀等溶液浸泡，然后高溫焙燒，獲得碳/氧化錳復合物材料。但在多孔球狀氧化錳/碳復合物的制備方面卻報道較少。

[發明內容]

本發明的目的就是要解決上述的不足而提供一種制備多孔球狀氧化錳/碳復合物的方法，該方法簡單溫和，能夠通過改變氧化錳前軀體的濃度來調節復合物中氧化錳的含量以及復合物中孔體積的大小，且成本低廉，周期較短，產量較高。

為實現上述目的設計一種制備多孔球狀氧化錳/碳復合物的方法，包括以下步驟：1)將一定濃度的氧化錳前軀體加入到間氨基苯酚甲醛樹脂球的分散液中，攪拌數小時，離心分離后得到間氨基苯酚甲醛樹脂球/氧化錳前軀體復合物；2)將步驟1)所得的間氨基苯酚甲醛樹脂球/氧化錳前軀體復合物，放到烘箱中靜置一段時間進行熱處理；3)將經過熱處理的間氨基苯酚甲醛樹脂球/氧化錳前軀體復合物在氮氣氣氛下高溫碳化，即得多孔球狀氧化錳/碳復合物。

進一步地，步驟1)中，所述氧化錳前軀體為乙酸錳、氯化錳的一種或兩種混合物。

進一步地，步驟1)中，所述氧化錳前軀體的濃度為0.2～2.0mol.L^-1。

進一步地，步驟1)中，所述氧化錳前軀體溶液的體積與間氨基苯酚甲醛樹脂球的質量比為10～30：1。

進一步地，步驟2)中，所述熱處理的溫度為40-200度，處理時間為2-24小時。

進一步地，步驟3)中，氮氣氣氛下的碳化溫度為600-800度，保留時間為2-4小時。

進一步地，上述制備方法包括如下具體步驟：