【技术实现步骤摘要】
聚苯胺—二氧化锰复合材料及其制备方法和在电化学储能领域的应用
本专利技术涉及新型功能材料制备和电化学储能
，更加具体地说，涉及一种聚苯胺—二氧化锰复合材料及其制备方法和在电化学储能领域的应用。
技术介绍
随着电子产品的快速发展，环境问题日益严重，并在全球范围内引起越来越多的关注，因此，必须开发清洁能源设备，例如超级电容器。超级电容器(SC)，也称为电化学电容器，由于其高功率密度，快速充放电性能和长循环寿命，是非常有前景的能量存储装置。然而，SC的能量密度低于传统的可充电电池，因此其开发和应用受到限制。到目前为止，研究人员正在深入研究新型电极材料，以实现高储能性能。金属氧化物具有高理论容量，例如Co3O4，RuO2，MnO2等。二氧化锰(MnO2)储量丰富，成本低，环境无害，理论容量高，是最有前景的氧化还原活性物质。但是，MnO2的导电性差和比表面积导致实际比容量降低。因此，采取措施提高其电化学性能是主要的研究方向。通常，制备基于MnO2，碳材料和导电聚合物的复合材料以克服缺陷。导电聚合物是一种具...
【技术保护点】
1.聚苯胺—二氧化锰复合材料，其特征在于：将高锰酸钾还原形成的二氧化锰纳米薄片沉积在组成聚苯胺凝胶的聚苯胺纳米线上，形成聚苯胺—二氧化锰复合材料，聚苯胺纳米线直径为200±20nm，聚苯胺—二氧化锰复合材料具有3D网络结构，比表面积可达到55-62m
【技术特征摘要】
1.聚苯胺—二氧化锰复合材料，其特征在于：将高锰酸钾还原形成的二氧化锰纳米薄片沉积在组成聚苯胺凝胶的聚苯胺纳米线上，形成聚苯胺—二氧化锰复合材料，聚苯胺纳米线直径为200±20nm，聚苯胺—二氧化锰复合材料具有3D网络结构，比表面积可达到55-62m2g-1，孔径为2.97-8.98nm，按照下述步骤进行：
步骤1，在冰水浴的条件下，将四苯基卟啉磺酸盐(TPPS)和苯胺溶解于水中得到混合溶液，在搅拌的条件下，将过硫酸铵(APS)水溶液加入上述混合溶液中，进行聚合反应，聚合时间为20-60s，清洗干燥后，最终得到聚苯胺(PANI)凝胶，其中，四苯基卟啉磺酸盐(TPPS)、苯胺和过硫酸铵(APS)的质量比为1:(30-60):(30-60)，苯胺的浓度为0.1-0.5mol/L；
步骤2，将步骤1得到的聚苯胺(PANI)凝胶分散到高锰酸钾(KMnO4)水溶液中，调节上述悬浮液的PH值为1-2，并将上述悬浮液置于100-150℃下，水热处理10-30min，将沉淀物清洗干燥后，得到聚苯胺—二氧化锰(PANI/MnO2)复合材料，其中，高锰酸钾(KMnO4)水溶液的浓度为0.005-0.04mol/L。
2.根据权利要求1所述的聚苯胺—二氧化锰复合材料，其特征在于：在步骤1中，四苯基卟啉磺酸盐(TPPS)、苯胺和过硫酸铵(APS)的质量比为1:(40-50):(40-50)，苯胺的浓度为0.2-0.4mol/L，聚合时间为25-35s，聚苯胺(PANI)凝胶浸入蒸馏水中22-30h以除去过量的APS，将聚苯胺(PANI)凝胶在50-70℃真空下进行干燥，最终得到聚苯胺(PANI)凝胶。
3.根据权利要求1所述的聚苯胺—二氧化锰复合材料，其特征在于：在步骤2中，高锰酸钾(KMnO4)水溶液的浓度为0.01-0.03mol/L，调节PH的溶液采用HCl溶液，水热处理的温度为110-130℃，水热处理的时间为15-25min，将所得沉淀物用蒸馏水洗涤数次并在50-70℃下干燥，最终得到聚苯胺—二氧化锰(PANI/MnO2)复合材料。
4.制备如权利要求1-3任一所述的聚苯胺—二氧化锰复合材料的方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
步骤1，在冰水浴的条件下，将四苯基卟啉磺酸盐(TPPS)和苯胺溶解于水中得到混合溶液，在搅拌的条件下，将过硫酸铵(APS)水溶液加入上述混合溶液中，进行聚合反应，聚合时间为20-60s，清洗干燥后，最终得到聚苯胺(PANI)凝胶，其中，四苯基卟啉磺酸盐(TPPS)、苯胺和过硫酸铵(APS)的质量比为1:(30-60):(30...
【专利技术属性】
技术研发人员：许鑫华，郑丽婷，贾丽敏，马绍帅，张茜，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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