The invention discloses a Co_2MnO_4/RGO composite material for supercapacitors and its preparation method and application. The specific steps are as follows: KMnO_4, Co (AC) 2.4H2O and Mn (AC) 2.4H2O are used as raw materials for synthesis, and Co_2MnO_4 is coated and grown on the surface of reduced graphene oxide (RGO) by one-step hydrothermal method to form Co_2MnO_4/RGO composite material. The preparation method of the present invention uses reduced graphene oxide as raw material, which makes the prepared Co2MnO4/RGO composite material have large specific surface area and good conductivity. Using it as electrode material, the specific capacity, ratio performance and electrochemical stability of the supercapacitor are greatly improved; the preparation method is simple and the cost is low. Low advantages. In the test of supercapacitor three-electrode system, the material prepared by the present invention exhibits high specific capacity of 1719 F g_1 at the current density of 1A g_1 and good electrochemical performance.
【技术实现步骤摘要】
一种Co2MnO4/RGO复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及材料工程领域,涉及一种Co2MnO4/RGO复合材料及其制备方法;本专利技术同时还涉及该Co2MnO4/RGO复合材料作为超级电容器电极的应用。
技术介绍
随着社会的进步和经济的发展,石油、煤炭等不可再生资源过度消耗,带来的却是雾霾、酸雨、“温室效应”等环境问题,直接威胁着下一代的身体健康,资源使用。目前的清洁能源主要有风能、潮汐能、太阳能、地热能等,而高效的能源储备及转换的技术和器件成了关键。一些储电器件,如燃料电池、二次电池、超级电容器等成为了这个领域重要的研究方向。超级电容器作为一种新兴的能量捕捉及存储的器件,其能量存储原理分为两类:一类是通过电荷在电极表面的吸附,即双电层电容,电极材料主要是碳材料;一类是通过电极与电解液界面的法拉第氧化还原反应,即法拉第赝电容,电极材料主要是金属化合物和聚合物。与双电层电容相比,法拉第赝电容的比容量是其10到100倍,但稳定性相对差一些,而复合材料不仅能实现材料性能和成本的合理,而且能结合两者的优势,应用前景十分广泛。石墨烯作为一种新兴的材料,以高的导电性和大表面积,在超级电容器领域发挥着不可替代的作用。但是其理论比容量只有550F/g,限制了其发展与应用,将赝电容材料附着在石墨烯表面形成的复合材料被认识是改善电极电容的有效方法。
技术实现思路
针对现有技术中的问题,本专利技术拟将赝电容材料Co2MnO4附着在还原氧化石墨烯(RGO)表面以形成Co2MnO4/RGO复合材料。本专利技术的另一个目的是提供该Co2MnO4/RGO复合材料作为超级电容器电极 ...
【技术保护点】
1.一种Co2MnO4/RGO复合材料及其制备方法和应用,其特征在于:所述制备方法为将KMnO4、Co(AC)2·4H2O和Mn(AC)2·4H2O作为合成Co2MnO4原料,通过一步水热法在合成Co2MnO4的同时,并生长在还原氧化石墨烯(RGO)上,形成Co2MnO4/RGO复合材料,并将其作为电极材料应用在超级电容器上,具体制备步骤如下:(1)将一定量的还原氧化石墨烯加入到5~100 ml的去离子水中,然后超声20 min~3 h,在室温下置磁力搅拌器中搅拌,转速为200‑300r/min,搅拌时间为0.5 h~2 h;(2)称取适量KMnO4、Co(AC)2·4H2O和Mn(AC)2·4H2O,在搅拌条件下分别加入上述还原氧化石墨烯溶液中,继续均匀搅拌0.5 h~3 h,形成前驱体溶液;(3) 将前驱体溶液加入到反应釜中,在100℃~250℃条件下进行水热反应,反应结束后,自然冷却至室温;(4) 将得到的溶液进行抽滤,用去离子水和无水乙醇反复洗涤3~5次,在一定温度下干燥6 h~24 h,即得到Co2MnO4/RGO复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种Co2MnO4/RGO复合材料及其制备方法和应用,其特征在于:所述制备方法为将KMnO4、Co(AC)2·4H2O和Mn(AC)2·4H2O作为合成Co2MnO4原料,通过一步水热法在合成Co2MnO4的同时,并生长在还原氧化石墨烯(RGO)上,形成Co2MnO4/RGO复合材料,并将其作为电极材料应用在超级电容器上,具体制备步骤如下:(1)将一定量的还原氧化石墨烯加入到5~100ml的去离子水中,然后超声20min~3h,在室温下置磁力搅拌器中搅拌,转速为200-300r/min,搅拌时间为0.5h~2h;(2)称取适量KMnO4、Co(AC)2·4H2O和Mn(AC)2·4H2O,在搅拌条件下分别加入上述还原氧化石墨烯溶液中,继续均匀搅拌0.5h~3h,形成前驱体溶液;(3)将前驱体溶液加入到反应釜中,在100℃~250℃条件下进行水热反应,反应结束后,自然冷却至室温;(4)将得到的溶液进行抽滤,用去离子水和无水乙醇反复洗涤3~5次,在一定温度下干燥6h~24h,即得到Co2MnO4/RGO复合材料。2.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员:王珊珊,张浩亮,侯俊峰,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海,
类型:发明
国别省市:山东,37
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