多孔四氧化三锰电极材料的制备及电化学性能的研究

发布时间：2017-11-11 08:13

  本文关键词：多孔四氧化三锰电极材料的制备及电化学性能的研究

  更多相关文章： 超级电容器 四氧化三锰 表面活性剂 十六烷基三甲基溴化铵 十二烷基硫酸钠

【摘要】：作为超级电容器电极材料,锰氧化合物因其理论容量高、资源丰富、对环境友好、成本低廉等优点而备受关注。本文采用溶剂热方法制备了多孔结构的四氧化三锰电极材料,研究了表面活性剂体系对四氧化三锰电极材料微观结构和电化学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对四氧化三锰电极材料的微观结构进行表征分析;采用恒电流充放电技术、循环伏安法、交流阻抗法等手段测试了四氧化三锰电极材料的电化学性能。以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂制备多孔结构的四氧化三锰电极材料,微观结构分析表明,四氧化三锰电极材料为四方晶系尖晶石结构(空间群I41/amd),样品呈现三维菜花状形貌,由厚度约为100 nm的片层结构自组装而成。BET测试结果表明,四氧化三锰电极材料呈现典型的介孔材料特征,其比表面积为138.5 m2 g-1,孔径分布在10 nm。电化学性能测试结果表明,在0.5 A g-1电流密度下,四氧化三锰电极材料的比容量为302 F g-1,在5 A g-1电流密度下5000次循环后,比容量保持率为90%。电化学阻抗谱测试结果表明,电极表面电化学反应的电荷转移电阻为0.52Ω。以十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠为阴阳离子表面活性剂复配体系代替单一表面活性剂体系,制备了多孔结构的四氧化三锰电极材料。实验结果表明,当阴阳离子表面活性剂比例关系为1:1时,可以获得海绵状纳米结构的四氧化三锰电极材料,样品粒径约为50 nm左右,无团聚现象。电化学性能测试结果表明,海绵状多孔结构的四氧化三锰电极材料在0.5 A g-1电流密度下,比容量高达451 F g-1,比单一表面活性剂体系制备的菜花状四氧化三锰电极材料的比容量提高了约49%。在5A g-1电流密度下10000次循环后,比容量保持率为91.9%。电化学阻抗谱测试结果表明,海绵状多孔结构的四氧化三锰电极材料电极表面电化学反应的电荷转移电阻为0.21Ω,比菜花状四氧化三锰电极材料电荷转移电阻减小了59.7%。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ137.12

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曾克新;中国四氧化三锰工业的发展、现状与展望[J];中国锰业;2003年04期

2 王红太;;国内四氧化三锰的生产工艺现状及发展方向[J];山西化工;2006年03期

3 陈思学;骆艳华;王凡;王克玉;;X射线荧光光谱法测定四氧化三锰中杂质含量[J];现代矿业;2009年04期

4 周升旺;杨洋;马金保;;不同酸催化下制备四氧化三锰的反应动力学[J];无机盐工业;2009年06期

5 朱刚;焦宝娟;;四氧化三锰的简易制备[J];西安文理学院学报(自然科学版);2010年03期

6 William C. laughlin;覃事彪;;制备高纯四氧化三锰的方法[J];中国锰业;1990年05期

7 吴义添;;四氧化三锰的制备、性质、结构和用途[J];中国锰业;1990年01期

8 汤晓壮,谭柱中,潘其经囿;用金属锰粉湿法制取四氧化三锰的理论和实践[J];中国锰业;1997年01期

9 杨红,潘颖青,汤晓壮;四氧化三锰的制备方法及产品质量论述[J];中国锰业;1997年02期

10 ;世界上最大的四氧化三锰生产基地在长沙建成[J];矿业研究与开发;1999年05期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 邹兴;;高质量高附加值四氧化三锰制备技术研制成功[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年

2 张锋;韩小彦;孟庆飞;孙聚堂;;二氧化锰粒度的控制及四氧化三锰的制备[A];中国化学会2008年中西部地区无机化学、化工学术交流会会议论文集[C];2008年

3 邹兴;孙宁磊;方克明;;用硫酸锰溶液不经电解直接制备四氧化三锰的过程中除硫的研究[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年

4 邹兴;陈德胜;孙宁磊;王国承;;用硫酸锰溶液直接制备高纯四氧化三锰的难点和进展[A];冶金研究中心2005年“冶金工程科学论坛”论文集[C];2005年

5 粟海锋;高家利;胡雪玲;文衍宣;童张法;;正交试验法优选高纯四氧化三锰的制备工艺[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）[C];2006年

6 张昭;彭少方;;湿化学法合成四氧化三锰粉末[A];第四届全国颗粒制备与处理学术会议论文集[C];1995年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 方永利 程旭荣;晋城市天户煤矿调产一鸣惊人[N];山西日报;2006年

2 本报记者　 李清理;金瑞科技一降一调促成扭亏[N];中国证券报;2006年

3 大通证券 陈健中;金瑞科技 补涨在即[N];证券时报;2008年

4 实习记者 赵丹秦;金瑞科技定向募资4亿扩产能[N];证券时报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 费兆阳;纳米氧化物的形貌可控制备及其催化性研究[D];南京大学;2012年

2 徐本军;从方铅矿精矿和软锰矿直接制备硫酸铅和四氧化三锰材料的研究[D];中南大学;2005年

3 孙华银;纳米四氧化三锰催化的氧化反应及纳米铋促进的烯丁基化反应研究[D];中国科学技术大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨秀梅;四氧化三锰的制备工艺及机理探讨[D];贵州大学;2008年

2 李涛涛;四氧化三锰纳米材料的制备及其锂离子电池性能研究[D];太原理工大学;2016年

3 任勖纲;四氧化三锰复合材料的制备及其超级电容性能研究[D];太原理工大学;2016年

4 孙渠江;多孔四氧化三锰电极材料的制备及电化学性能的研究[D];燕山大学;2016年

5 游小鹰;贫菱锰矿制备四氧化三锰过程的控制研究[D];福州大学;2006年

6 赵静;低品位菱锰矿提制活性四氧化三锰和二氧化锰的工艺优化[D];重庆大学;2014年

7 叶玉珠;磁性四氧化三锰微细颗粒的制备及其催化性能的测试[D];重庆大学;2015年

8 高家利;硫酸锰制备四氧化三锰及其热解动力学研究[D];广西大学;2007年

9 施雯;软锰矿湿法还原制备四氧化三锰的研究[D];吉首大学;2012年

10 李长安;四氧化三锰的制备及吸附性能研究[D];吉首大学;2013年

，

本文编号：1170539