用于超级电容器电极材料的片状碳化钛负载二氧化锰复合材料及其制备制造技术

本发明专利技术提供了一种片状碳化钛负载二氧化锰复合材料，主要用于超级电容器电极材料，属于属于复合材料领域及超级电容器技术领域。本发明专利技术以Ti3AlC2粉末为原料，先通过HF刻蚀掉Al后形成二维层状结构的Ti3C2Tx，再利用高锰酸钾与其发生原位生长在二维层状碳化钛表面原位生长，得到片状碳化钛表面负载有一层二氧化锰薄膜和一些球状二氧化锰颗粒的复合材料。该复合材料电容性能优异，在0.5M K2SO4电解液中测得比容量高达256F/g，经1000次循环后比容量保留率达92%，同时交流阻抗测试显示该材料阻抗极低，具有安全性好、可靠性高及能量充足等优点，具备广阔的商业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
用于超级电容器电极材料的片状碳化钛负载二氧化锰复合材料及其制备
本专利技术涉及一种用于超级电容器电极材料的片状碳化钛负载二氧化锰复合电极材料及其制备，属于复合材料领域及超级电容器
技术背景21世纪能源危机引起了人们越来越多的关注，能源的短缺和其对环境的污染迫使研究人员不得不寻找替代的可持续能源如风能太阳能谁能核能等。在可持续能源生产技术非常成熟的现阶段人类开始将目标转向如何存储这些能源。超级电容器是目前既能满足功率需求又能满足能量需求的新型储能元件，它结合了电容器高的功率密度和电池大的能量密度等特点满足了科技快速发展背景下设备对能量供应质量不断增长的使用需求，同时由于结构及储能机理与电池不同，超级电容器具有快速充放电、低阻抗、高的循环寿命、对环境无污染等优点。从能源存储领域的发展趋势来看，超级电容器具有压倒性的市场优势，因此发展前景非常广阔。目前市场上的各种超级电容器存在的不足之处包括电容量低，循环寿命短输出电压不足等，电极材料的微观结构和化学性质是影响电容器电化学性能的主要因素。碳材料超级电容器普遍比容量在100~200F/g，以及金属氧化物如MnO2的理论比电容达到1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于超级电容器电极材料的片状碳化钛负载二氧化锰复合材料的制备方法，是以Ti3AlC2粉末为原料，先通过HF刻蚀掉Al后形成二维层状结构的Ti3C2Tx，再通过DMSO浸泡、超声处理后，利用高锰酸钾与其反应，在二维层状碳化钛表面原位生长出二氧化锰；其具体包括以下步骤：（1）Ti3C2Tx粉末的制备：用40~50%HF浸泡Ti3AlC2粉末1~2h，形成刻蚀掉Al后的层状结构Ti3C2Tx；用去离子水重复洗涤Ti3C2Tx直至pH=5~6，于50~80℃真空干燥4~6h，形成Ti3C2Tx粉末；（2）片状碳化钛粉末的制备：用二甲基亚砜溶解Ti3C2Tx粉末，并搅拌10~18h形成黑色悬浮液；再...

【技术特征摘要】
1.用于超级电容器电极材料的片状碳化钛负载二氧化锰复合材料的制备方法，是以Ti3AlC2粉末为原料，先通过HF刻蚀掉Al后形成二维层状结构的Ti3C2Tx，再通过DMSO浸泡、超声处理后，利用高锰酸钾与其反应，在二维层状碳化钛表面原位生长出二氧化锰；其具体包括以下步骤：（1）Ti3C2Tx粉末的制备：用40~50%HF浸泡Ti3AlC2粉末1~2h，形成刻蚀掉Al后的层状结构Ti3C2Tx；用去离子水重复洗涤Ti3C2Tx直至pH=5~6，于50~80℃真空干燥4~6h，形成Ti3C2Tx粉末；（2）片状碳化钛粉末的制备：用二甲基亚砜溶解Ti3C2Tx粉末，并搅拌10~18h形成黑色悬浮液；再以3500~9000rpm离心悬浮液，得到的粉末分散于脱气水中并超声5~8h；超声后的溶液以300~500rpm离心得到上清液，再以6000~9000rpm离心后，于50~80℃真空干燥6~12h，得到片状结构碳化钛粉末；（3）片状碳化钛负载二氧化锰复合材料的制备：将片状碳化钛粉末与高锰酸钾以1:8~1:10的质量比混合研磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆涛，张钊，雷自强，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62