碳微球輔助制備高比電容多孔C/δ-MnO2復合材料

王建芳，李創飛，雷雯

（商洛學院 化學工程與現代材料學院/陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室，陜西商洛 726000）

人類社會經濟的發展使不可再生能源日漸枯竭，同時造成嚴重的環境污染，清潔可再生能源的開發日益迫切。在能源存儲器件中，超級電容器由于操作安全、高的功率密度、良好的循環穩定性等特點而備受關注[1]。但是，超級電容器的能量密度一般較低，超級電容器的能量密度是由方程E=1/2CV2決定的（C為電極的比電容，V為電極兩端的電壓），因而提高比電容和拓寬電壓窗口是提高能量密度的有效途徑[2-3]。

在過渡金屬氧化物中，二氧化錳材料理論比電容高、資源豐富、價格低廉，在中性水溶液中有良好的電容行為，是最具有發展潛力的電極材料之一[4]。二氧化錳的贗電容特性歸因于Mn4+/Mn3+氧化還原體系中單電子轉移[5]，材料的納米化和孔洞化處理可以有效縮短離子的傳輸途徑，緩解充放電過程中的體積變化，提高材料的贗電容[6]。研究者們采用水熱法、熱分解法、模板法等技術制備了多孔氧化錳納米材料。其中硬模板法路線簡單、目標產物形貌可控等優點常用于制備具有空心或多孔結構材料。WANG等[7]以碳球為硬模板制備了海膽結構γ-MnO2，該材料具有介孔結構且比表面積為110 m2·g-1。BAG等[8]采用鋅單質為模板和還原劑，將其與KMnO4溶液反應制得了三維分級介孔α-MnO2納米花，材料的孔徑為4.83 nm，比表面積為206 m2·g-1。在 1 A·g-1的電流密度下，比電容為322 F·g-1，同時展現出良好的循環穩定性。利用原位刻蝕法，多孔氧化錳納米片得以制備[9]。……