[發明專利]一種錳氧化物納米結構電極材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010722698.3
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111986931B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 黃洪;孫賢;司徒粵;曹樹坤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/48
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 殷妹

1.一種錳氧化物納米結構電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將碳纖維于200～600℃下氧化處理1～8h，得到氧化碳纖維；

(2)將氧化碳纖維加入到高錳酸鉀溶液中，在140～190℃下水熱反應2～8h，洗滌，干燥，得到電極片；

(3)將電極片在醋酸錳溶液中浸泡1～5天，使醋酸錳埋藏于電極片的錳氧化物納米層；然后在150～210℃下水熱反應1～10h，生長出不同晶型錳氧化物，洗滌，干燥，得到錳氧化物納米結構電極材料。

2.根據權利要求1所述一種錳氧化物納米結構電極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述氧化碳纖維與高錳酸鉀的質量比為1～4:1～5。

3.根據權利要求1或2所述一種錳氧化物納米結構電極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述高錳酸鉀溶液的質量濃度為1～10mg/mL；步驟(3)所述醋酸錳溶液的質量濃度為0.5～20mg/mL。

4.根據權利要求3所述一種錳氧化物納米結構電極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述氧化處理的溫度為300～600℃，時間為3～8h；步驟(2)所述水熱反應的溫度為150～170℃，時間為3～8h；步驟(3)所述浸泡的時間為2～4天；步驟(3)所述水熱反應的溫度為150～180℃，時間為3～9h。

5.根據權利要求3所述一種錳氧化物納米結構電極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述高錳酸鉀溶液的質量濃度為2～8mg/mL；步驟(3)所述醋酸錳溶液的質量濃度為0.6～8mg/mL。

6.根據權利要求3所述一種錳氧化物納米結構電極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述高錳酸鉀溶液的溶劑為水；步驟(3)所述醋酸錳溶液的溶劑為乙醇、乙二醇和水的混合物，其中乙醇、乙二醇和水的體積比為1～4：2～8：1。

7.根據權利要求3所述一種錳氧化物納米結構電極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述氧化處理在空氣氛圍或氧氣氛圍中進行；步驟(3)所述醋酸錳溶液由以下方法制得：將醋酸錳加入乙醇溶液中，經高速攪拌0.1～1h使其分散均勻后，再加入乙二醇溶液和去離子水，高速攪拌0.3～1.5h使其混合均勻。

8.根據權利要求6所述一種錳氧化物納米結構電極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述醋酸錳溶液的溶劑為乙醇、乙二醇和水的混合物，其中乙醇、乙二醇和水的體積比為1～4：5～8：1。

9.權利要求1～8任一項所述方法制得的一種錳氧化物納米結構電極材料。

10.權利要求9所述一種錳氧化物納米結構電極材料的在超級電容器中的應用。