【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料制备，具体地说是一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法和应用。
技术介绍
1、面对日益严峻的能源短缺和环境污染问题，各个国家都在积极地发展超级电容器这一高效的储能器件。根据储能模型和构造的不同，超级电容器可以分为双电层电容器和赝电容器。而电极材料作为超级电容器的重要组成部分在很大程度上决定了其电化学性能的优劣程度。双电层电容器常用的电极材料主要是碳材料，如石墨烯、碳纳米管、多孔碳等一些具有大比表面积的材料，赝电容器所使用的的电极材料主要是导电聚合物，例如聚苯胺和聚吡咯等，过渡金属氧化物/氢氧化物，如ruo2、co3o4和ni(oh)2等。
2、在众多过渡金属氧化物中，锰氧化物由于理论比电容较大、制造成本低、来源丰富及环境友好等优点使其在超级电容器、锂电池和传感器等诸多应用领域引起广泛的关注。晶体结构，形貌和微观结构等在很大程度上影响着mnox的应用性能，因此，寻求最佳的合成方法是至关重要的。水热法是在一个封闭的体系内利用高温高压合成无机材料的有效方法，可以获得许多不同形貌和纳米尺寸的mnox。另外，在相同的水热条件下，不同的表面活性剂可以获得不同形貌的锰氧化物。
3、今后，超级电容器的发展方向将是优异形貌和高性能电极材料的寻求与制备。首先要解决的是高理论比电容原材料的开发；其次是对纳米材料制备的影响因素和最佳工艺条件方面进行更进一步的研究。锰氧化物纳米材料作为一种高效的电极材料必将在今后的超级电容器中产生巨大的应用价值。
技术实现思路<
1、本专利技术的目的在于提供一种用特殊的短链表面活性剂制备不同晶型和形貌锰氧化物的方法和应用。
2、为实现上述目的，本专利技术所述一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特点是，包括如下步骤：
3、（1）以含锰化合物、表面活性剂为原料，通过水热法调控含锰化合物和表面活性剂之间的摩尔比制备出纳米花状的δ-mno2、棒状的mnooh、纳米颗粒状的mn3o4和立方形及纺锤形的mnco3；
4、（2）所制备出的锰氧化物作为超级电容器的电极材料，研究其电化学性能，电化学性能测试的过程为：采用三电极体系在电化学工作站中测试材料的电化学性能，其中，工作电极为负载锰氧化物纳米颗粒的电极片，对电极为1×1cm2的铂片，饱和甘汞电极为参比电极，电解液为0.5m na2so4溶液，工作电极的制备过程为按照一定的比例混合电极活性物质、乙炔黑和聚四氟乙烯粘合剂，加入乙醇将其混合均匀并调成糊状后涂覆在预先处理好的不锈钢集流体上，涂覆面积为1×1cm2，在60℃的烘箱中烘干后，在10mpa的压力下将其压制成片，即可制成实验用的工作电极；在0-1v的电位窗口下以5、10、20、40、60、80mv/s的扫描速率进行循环伏安测试，在0-1v的电位窗口下，分别以0.1、0.2、0.5、1a/g的电流密度进行直流充放电测试，在0.01-105hz的频率范围内对材料进行交流阻抗分析，循环稳定性是在100mv/s的扫描速率下循环500次进行测定。
5、本专利技术一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
6、1、所述步骤（1）中含锰化合物为高锰酸钾；
7、2、所述步骤（1）中表面活性剂为d-麦芽糖、聚乙二醇、pvp、含儿茶酚结构的化合物；
8、3、所述步骤（1）中水热法的合成温度为60-240℃，合成时间为8-48小时；
9、4、所述步骤（1）中水热法的合成温度为140℃；
10、5、所述步骤（1）中水热法的合成时间为12h。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
12、（1）采用水热法来制备锰氧化物纳米颗粒，方法简单，易于操作；
13、（2）制备锰氧化物纳米颗粒，所使用的原材料成本低，便于广泛推广和应用；
14、（3）通过调整含锰化合物和表面活性剂之间的配比，制得一系列锰氧化物，分别为纳米花状的δ-mno2、棒状的mnooh、纳米颗粒状的mn3o4和立方形及纺锤形的mnco3；
15、（4）用锰氧化物作为超级电容器电极材料进行电化学性能测试，纳米花状的δ-mno2具有最高的比电容，经过500次循环之后能保持较好的循环稳定性。
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1.一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于：所述步骤（1）中含锰化合物为高锰酸钾。
3.根据权利要求1所述的一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于：所述步骤（1）中表面活性剂为D-麦芽糖、聚乙二醇、PVP、含儿茶酚结构的化合物。
4.根据权利要求1所述的一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于：所述步骤（1）中水热法的合成温度为60-240℃，合成时间为8-48小时。
5.根据权利要4所述的一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于：所述步骤（1）中水热法的合成温度为140℃。
6.根据权利要求4所述的一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于：所述步骤（1）中水热法的合成时间为12h。
【技术特征摘要】
1.一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于：所述步骤（1）中含锰化合物为高锰酸钾。
3.根据权利要求1所述的一种用特殊短链表面活性剂制备不同晶型和形貌的锰氧化物的方法，其特征在于：所述步骤（1）中表面活性剂为d-麦芽糖、聚乙二醇、pvp、含儿茶酚结构的化合物。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾小军，朱浩，裴英鸽，张文学，刘元戎，王玥，张喜爱，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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