δ-MnO_(2)/荷叶杆碳复合材料的制备及其电化学性质研究

摘要

生物质碳的自然特殊结构赋予复合材料优异的性能。选择孔径丰富的荷叶杆为生物质碳原料,通过高温碱处理碳化得到荷叶杆碳(LC)。将荷叶杆碳分散于KMnO_(4)溶液中140℃水热处理12 h,得到花球状δ-MnO_(2)/荷叶杆碳复合材料(MnO_(2)/LC)。利用XRD、SEM、N_(2)吸脱附分析等测试技术对所得材料进行表征。结果表明,荷叶杆碳的BET比表面积为408 m^(2)/g,平均吸附孔径为1.84 nm。建立在多孔碳基础上,所制备的MnO_(2)/LC复合材料具有介孔结构和大的比表面积,平均吸附孔径为9.9 nm,BET比表面积为152 m^(2)/g。采用三电极体系,利用循环伏安法、恒流充放电等测试分析表明,材料具有大的比电容和良好的循环稳定性。MnO_(2)/LC电极材料在5 mV/s的扫速下比电容值为354 F/g。在5 A/g充放电5000圈后比电容保持为原来的92.8%。轻质富多孔生物质碳材料与过渡金属氧化物的结合是提高超级电容器比电容的有效途径之一。