超级电容器电极材料γ-MnO2纳米管的制备及性能

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研究论文

超级电容器电极材料γ-MnO₂纳米管的制备及性能

陈智栋^1,2，高兰^1，曹剑瑜^1，王文昌^1，许娟^*,1,2

(¹常州大学化学化工学院常州 213164)
(²常州江工阔智有限公司常州 213164)

投稿日期:2010-08-07 修回日期:2010-09-18 发布日期:2010-11-11
通讯作者: 许娟 E-mail:cjytion3@163.com
基金资助:
石墨烯负载纳米金属修饰的LiBH4储氢性能及催化机制研究;基于氧化铝摸板(AAO)技术的纳米电源的制备及其电化学性能研究

Preparation and Properties of γ-MnO₂ Nanotubes as Electrode Materials of Supercapacitor

Chen Zhidong^1,2 Gao Lan¹ Cao Jianyu¹ Wang Wenchang¹ Xu Juan^*,1,2

(¹Department of Chemical Engineering and Technology, Changzhou University, Changzhou 213164)
(²Changzhou Jiangsu Polytechnic University Qualtec Co. Ltd., Changzhou 213164)

Received:2010-08-07 Revised:2010-09-18 Published:2010-11-11
Contact: Juan Xu E-mail:cjytion3@163.com

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摘要/Abstract

采用化学沉积和500 ℃热处理的方法在多孔氧化铝(AAO)模板中成功地合成了超级电容器电极材料γ-MnO₂纳米管. 运用XRD, SEM, TEM和N₂吸附-脱附对实验制备的γ-MnO₂纳米管进行了结构、形貌和比表面积分析. 通过循环伏安法(CV)和恒电流充放电测试在1 mol/L Na₂SO₄溶液中研究了γ-MnO₂电极的电化学性能. 电化学实验结果表明: 在电流密度100 mA/g下, γ-MnO₂电极的质量比容量可达到566 F/g|充放电循环1000次后, 电化学比容量仍然能够保持在90%以上. γ-MnO₂纳米管具有优异的电化学性能, 是一种很有前景的超级电容器电极材料.

关键词: γ-MnO₂纳米管, AAO模板, 超级电容器

γ-MnO₂ nanotubes have been successfully synthesized by chemically depositing manganese hydroxide in anodic aluminum oxide (AAO) templates and thermally annealing at 500 ℃. The synthesized nanotubes have been characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and nitrogen adsorption-desorption isotherm analysis. The electrochemical capacitance behavior of the γ-MnO₂ nanotubes electrode was investigated by cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge studies in 1 mol/L Na₂SO₄ solution. The electrochemical data demonstrate that the γ-MnO₂ nanotubes display good capacitive behavior with a high specific capacitance of 566 F/g at a current density of 100 mA/g and a good specific capacitance retention of ca. 90% after 1000 continuous charge-discharge cycles, indicating that the γ-MnO₂ nanotubes can be promising electroactive materials for supercapacitor.

Key words: γ-MnO₂ nanotubes, AAO template, supercapacitor

引用此文

陈智栋, 高兰, 曹剑瑜, 王文昌, 许娟. 超级电容器电极材料γ-MnO₂纳米管的制备及性能[J]. 化学学报, 2011, 69(05): 503-507.

CHEN Zhi-Dong, GAO Lan, CAO Jian-Yu, WANG Wen-Chang, XU Juan. Preparation and Properties of γ-MnO₂ Nanotubes as Electrode Materials of Supercapacitor[J]. Acta Chimica Sinica, 2011, 69(05): 503-507.

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参考文献

1 Ye, X.-G.; Zhang, X.-G.; Mi, H.-Y.; Yang, S.-D. Acta Phys.-Chim. Sinica 2008, 24, 1105 (in Chinese).

(叶向果, 张校刚, 米红宇, 杨苏东, 物理化学学报, 2008,24, 1105.)

2 Zhang, Y.; Liu, K.-Y.; Zhang, W.; Wang, H.-E. Acta Chim.Sinica 2008, 66, 909 (in Chinese).

(张莹, 刘开宇, 张伟, 王洪恩, 化学学报, 2008, 66, 909.)

3 Nian, Y. R.; Teng, H. J. Electrochem. Soc. 2002, 149,A1008.

4 Li, J.; Wang, X. Y.; Huang, Q. H.; Gamboa, S.; Sebastian, P.J. J. Power Sources 2006, 160, 1501.

5 Mi, H.; Zhang, X.; An, S.; Ye, X.; Yang, S. Electrochem.Commun. 2007, 9, 2859.

6 Chen, W. C.; Hu, C. C.; Wang, C. C.; Min, C. K. J. Power Sources 2004, 125, 292.

7 (a) Chen, S.; Zhu, J.; Han, Q.; Zheng, Z.; Yang, Y.; Wang,X. Cryst. Growth Des. 2009, 9, 4356.

(b) Zhang, G. Q.; Zhang, S. T. J. Appl. Electrochem. 2009,39, 1033.

(c) Jiang, R.; Huang, T.; Liu, J.; Zhuang, J.; Yu, A. Electrochim.Acta 2009, 54, 3047.

8 Xue, T.; Xu, C. L.; Zhao, D. D.; Li, X. H.; Li, H. L. J.Power Sources 2007, 164, 953.

9 Li, J.; Yang, Q. M.; Zhitomirsky, I. Nanoscale Res. Lett.2010, 5, 512.

10 Ye, C.; Lin, Z. M.; Hui, S. Z. J. Electrochem. Soc. 2005,152, A1272.

11 Wang, X.-Y.; Wang, X.-Y.; Huang, W.-G.; Sebastian, P. J.;Gamboa, S. J. Power Sources 2005, 140, 211.

12 Prasad, K. R.; Miura, N. J. Power Sources 2004, 135, 354.

13 Chen, C. Y.; Wang, S. C.; Lin, C. Y.; Chen, F. S.; Lin, C.K. Ceram. Int. 2009, 35, 3469.

14 Xiao, W.; Xia, H.; Fuh, J. Y. H.; Lu, L. J. Power Sources 2009, 193, 935.

15 (a) Kong, L.-B.; Li, M.-K.; Lu, M.; Guo, X.-Y.; Li, H.-L.Chem. J. Chin. Univ. 2003, 24, 513 (in Chinese).

(孔令斌, 李梦轲, 陆梅, 郭新勇, 力虎林, 高等学校化学学报, 2003, 24, 513.)

(b) Meng, X.-X.; Yang, N.-T.; Tan, X.-Y.; Guo, H. Acta Chim. Sinica 2007, 65, 871 (in Chinese).

(孟秀霞, 杨乃涛, 谭小耀, 郭红, 化学学报, 2007, 65,871.)

(c) Ling, L.; Xu, M. M.; Gu, R. A.; Yao, J. L. Acta Chim.Sinica 2007, 65, 779 (in Chinese).

(凌丽, 徐敏敏, 顾仁敖, 姚建林, 化学学报, 2007, 65,779.)

(d) Wang, F.; Huang, H.; Yang, S. J. Eur. Ceram. Soc.2009, 29, 1387.

16 Sing, K. S. W.; Everett, D. H.; Haul, R. A. W.; Moscou, L.;Pierotti, R. A.; Rouquerol, J.; Siemieniewska, T. Pure Appl.Chem. 1985, 57, 603.

17 Gamby, J.; Taberna, P. L.; Simon, P.; Fauvarque, J. F.;Chesneau, M. J. Power Sources 2001, 101, 109.

18 Wang, X.-Y.; Wang, X.-Y.; Huang, W.-G. J. Mater. Sci. Eng.2005, 23, 112 (in Chinese).

(汪形艳, 王先友, 黄伟国, 材料科学与工程学报, 2005,23, 112.)

[1]	刘佳, 陈光海, 陈轶群, 江杰涛, 肖霄, 吴强, 杨立军, 王喜章, 胡征. 碳热还原活化扩孔提升介观结构碳纳米笼超级电容器性能^★[J]. 化学学报, 2023, 81(7): 709-716.
[2]	李西安, 李孝坤. 基于温度诱导相转变共聚物和导电聚合物的自隔断超级电容器[J]. 化学学报, 2023, 81(5): 511-519.
[3]	翟耀, 辛国祥, 王佳琦, 张邦文, 宋金玲, 刘晓旭. 微波辅助合成具有优异电化学性能的rGO/CeO₂超级电容器电极材料[J]. 化学学报, 2021, 79(9): 1129-1137.
[4]	高润洲, 李国昌, 陈轶群, 曾誉, 赵杰, 吴强, 杨立军, 王喜章, 胡征. 基于原位聚合凝胶电解质的碳纳米笼//三氧化钨纳米棒超级电容器[J]. 化学学报, 2021, 79(6): 755-762.
[5]	毕如一, 毛丹, 王江艳, 于然波, 王丹. 中空纳米结构在表界面化学能源存储中的应用[J]. 化学学报, 2020, 78(11): 1200-1212.
[6]	彭正康, 丁慧敏, 陈如凡, 高超, 汪成. 共价有机框架在能源存储及转化中的研究进展[J]. 化学学报, 2019, 77(8): 681-689.
[7]	赵婧, 龚俊伟, 李一举, 程魁, 叶克, 朱凯, 闫俊, 曹殿学, 王贵领. 自掺杂氮多孔交联碳纳米片在超级电容器中的应用[J]. 化学学报, 2018, 76(2): 107-112.
[8]	李甜甜, 赵继宽, 李尧, 全贞兰, 徐洁. 氮掺杂部分石墨化碳/钴铁氧化物复合材料的制备及电化学性能[J]. 化学学报, 2017, 75(5): 485-493.
[9]	王超强, 邱飞龙, 邓瀚, 张晓禹, 何平, 周豪慎. 基于碳包覆磷酸钛钠及活性炭的水系混合超级电容器的研究[J]. 化学学报, 2017, 75(2): 241-246.
[10]	苏善金, 来庆学, 梁彦瑜. 类石墨烯碳材料的制备及其电容性能研究[J]. 化学学报, 2015, 73(7): 735-740.
[11]	严琳, 孔惠, 李在均. 3D石墨烯/镍铝层状双金属氢氧化物的制备及超级电容性能[J]. 化学学报, 2013, 71(05): 822-828.
[12]	万传云, 刘裕. 热处理对线团状二氧化锰结构及其电化学性质的影响[J]. 化学学报, 2012, 70(17): 1863-1868.
[13]	贾巍, 徐茂文, 雷超, 包淑娟, 贾殿赠. NiO/CNTs的制备及其电化学电容行为研究[J]. 化学学报, 2011, 69(15): 1773-1779.
[14]	郑丽萍, 王先友, 安红芳, 陈权启, 刘黎, 白俐. 碳化钙骨架碳的N, O功能化及其电化学性能[J]. 化学学报, 2010, 68(24): 2516-2522.
[15]	施萍萍, 易丽丽. 炭载二氧化锰的制备和锂离子超级电容器性能的研究[J]. 化学学报, 2010, 68(19): 1956-1960.

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