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[1]罗 剑,田宝妍,吕 彦,等.锰氧化物/N-掺杂碳复合材料的制备及电化学性能研究[J].武汉工程大学学报,2024,46(04):382-389.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202310011]
　LUO Jian,TIAN Baoyan,Lü Yan,et al.Preparation and electrochemical properties of manganeseoxide/N-doped carbon composites[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2024,46(04):382-389.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202310011]
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锰氧化物/N-掺杂碳复合材料的制备及
电化学性能研究
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
46
期数:
2024年04期
页码:
382-389
栏目:
材料科学与工程
出版日期:
2024-08-28

文章信息/Info

Title:
Preparation and electrochemical properties of manganese
oxide/N-doped carbon composites

文章编号:
1674 - 2869（2024）04 - 0382 - 08
作者:
罗 剑1; 田宝妍2; 吕 彦1; 郑春鹏1; 黄华波*1
1. 武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430205；
2. 武汉工程大学光电信息与能源工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
LUO Jian1; TIAN Baoyan2; Lü Yan1; ZHENG Chunpeng1; HUANG Huabo*1
1. School of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205， China；
2. School of Optical Information and Energy Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205， China
关键词:
聚苯胺; 锰氧化物; N-掺杂碳材料; 超级电容器
Keywords:
polyaniline;  manganese oxide;  N-doped carbon material;  supercapacitor
分类号:
O633
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202310011
文献标志码:
A
摘要:
为了得到一种高功率密度、高比电容和长循环寿命的电极材料，通过苯胺（An）气体与高锰酸钾（KMnO4）水溶液之间的气-液界面反应合成了二氧化锰/聚苯胺（MnO2@PANI）纳米复合材料，然后将制得的MnO2@PANI纳米复合材料置于管式炉中，在氩气保护下，高温700 ℃的条件恒温煅烧2 h，得到锰氧化物/碳（MnOx@C）的复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、比表面积及孔径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪对产品进行了成分、结构和微观形态的分析。电化学测试结果显示，MnOx@C具有更高的电压范围（-1~1 V），较为优异的比电容（215 F/g，1 A/g），较为理想的倍率性能（当电流密度从1 A/g增加到10 A/g时，比电容保持率为56%），并且具有较长的循环寿命（在5 A/g电流密度下经过5 000次充放电循环后，比电容仍保持96.2%）。证实通过引入碳材料的方法可以有效地改善锰基超级电容器电极材料的比电容、倍率性能和循环稳定性。
Abstract:
To obtain an electrode material with high power density，high specific capacitance，and long cycle life，manganese dioxide/polyaniline （MnO2@PANI） nanocomposite materials were synthesized through the gas-liquid interface reaction between aniline （An） gas and potassium permanganate （KMnO4） aqueous solution. The MnO2@PANI nanocomposite materials were then placed in a tubular furnace and annealed at a constant temperature of 700 ℃ under argon protection for 2 hours，resulting in the formation of manganese oxide/carbon （MnOx@C） composite materials. The composition，structure，and microstructure of the products were analyzed using scanning electron microscope ，X-ray diffractometer，specific surface area and pore size analyzer，Fourier transform infrared spectrometer， and X-ray photoelectron spectrometer. The electrochemical test results show that MnOx@C has a higher voltage range （-1-1 V），excellent specific capacitance （215 F/g，1 A/g），ideal rate performance （the specific capacitance retention is 56% when the current density increases from 1 A/g to 10 A/g），and a longer cycle life （after 5 000 charge-discharge cycles，the specific capacitance retention remains 96.2% at a current density of 5 A/g）. Thus the introduction of carbon materials can effectively improve the specific capacitance，rate performance，and cycling stability of manganese-based supercapacitor electrode materials.

参考文献/References:

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相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-10-17
基金项目：湖北省自然科学基金（2021CFB507）
作者简介：罗 剑，硕士研究生。Email：646086939 @qq.com
*通信作者：黄华波，博士，副教授。Email：[email protected]
引文格式：罗剑，田宝妍，吕彦，等. 锰氧化物/N-掺杂碳复合材料的制备及电化学性能研究［J］. 武汉工程大学学报，2024，46（4）：382-389.
更新日期/Last Update: 2024-08-31