碳纳米管作为超级电容器的载体，由于具有良好的导电性和稳定性，较大的比表面积和独特的介孔结构而备受关注。双壁纳米碳管（DWCNT）具有较高的结晶度和比表面积，由于存在大量的范德华力，DWCNT容易团聚，形成一定介米空隙，有利于电解质的渗入。除此之外，DWCNT对许多物质具有良好的电催化活性 [8–10]，广泛用于催化反应、电催化分析等。

目前，有许多方法可以制备纳米四氧化三锰，如阴极沉淀法[11]、共同沉淀法[12]、水热合成法[13]以及溶胶-凝胶技术 [14]。其中，化学沉淀法是一种简单高效的合成方法。此前，采用氧气氧化Mn(CH3COO)2·4H2O合成Mn3O4/MWCNT[15, 16]、Mn3O4/CNTA[17]及Mn3O4/CNTG[18]等，并用于超级电容器的制造，但在高温下合成不仅费时，而且成本太大。来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

本文在室温下，用水合肼还原高锰酸钾，以浓硝酸消化后的双壁纳米碳管为载体，合成了Mn3O4@DWCNT纳米复合材料，在1M硫酸钠溶液中，采用恒电流充放电技术及循环伏安法对Mn3O4 @ DWCNT组装的电容器进行了测定。该电容器具有非常大的能量密度和良好的循环稳定性，15A/g 恒电流充放电获得的比电容为1080F/g。

2 实验部分

2。1 试剂

DWCNT（纯度，> 98 wt%;直径，1 ～ 4 nm;长度，5 ～ 15μm）购于于深圳纳米巷公司，KMnO4(99。5 wt%)，水合肼(80 wt%)，其他试剂均购自上海国药公司，所用试剂均为分析纯。

2。2 Mn3O4@DWCNT的合成

为了除去DWCNT中的杂质，取4。000g DWCNT，加入50ml硝酸（30 wt %），在120℃加热三小时，然后，分别用50毫升去离子水和25毫升无水乙醇洗涤五次，于100℃干燥24h。取2。0000g处理过的DWCNT，加入KMnO4 和50ml水，用80W的超声波超声10min，溶解KMnO4，边搅拌边缓慢滴加0。50ml水合肼（80 wt %），直到KMnO4完全褪色，得到棕黑色的Mn3O4 @ DWCNT悬浮液。将沉淀过滤，用30ml去离子水和30ml无水乙醇分别洗涤5次，最后，将制得的样品在100℃干燥24h。加入的KMnO4为0。6g、1。5g和4。0g时，对应的产品标号分别为Mn3O4/DWCNTs-1, Mn3O4/DWCNTs-2 及Mn3O4/DWCNTs-3,为了与制得的Mn3O4/DWCNT形成对比，采取相同的方法用1。5gKMnO4制备纳米Mn3O4。理论上Mn3O4/DWCNTs-1, Mn3O4/DWCNTs-2 and Mn3O4/DWCNTs-3的四氧化三锰的含量分别为12。65wt%，26。58wt%和49。12wt%，与用分光光度法测得的数值12。50wt%，26。30wt%和49。00wt%相吻合。

2。3 材料表征分析论文网

傅里叶红外变换光谱由Nicolet nexus470分光仪测得，频率范围在4000 ～ 400 cm−1。

拉曼光谱由Renishaw 1000显微-拉曼系统在室温下测得。用透射电镜(TEM) (JEM 2100, JEOL, 日本)和扫描电子显微镜（QUANTA FEG 450, USA）观察所得产物的形态，用瑞士ARL X'TRA  X-射线衍射仪对产品进行X射线衍射分析，该仪器的阳极以Cu-К为辐射源(= 0。1540562 nm)。纳米四氧化三锰的氧化态由X射线光电子能谱仪（PHI 5600 XPS）测得，在77 K时使用SA3100表面积和孔径分析仪进行氮的吸附和解吸实验。

2。4 电化学表征分析

为了研究纳米复合材料的超级电容性能，将活性材料、炭黑以及聚偏氟乙烯（PVDF）以质量比为80:10:10混合，用乙醇将混合物调成糊状，涂在表面积为1×1厘米的铂丝网上，在100℃下干燥3小时，活性物质的质量为0。65 mg cm-2 。在进行电化学测试前，将制备的电极在在1M的硫酸钠溶液中浸泡一小时。利用 Land-CT2001A 电池测试仪进行Mn3O4/DWCNT纳米复合材料的充电/放电循环测试，同时，利用三电极系统测定电极的电化学性能。在制备的电极中，10厘米长，直径为0。5厘米的石墨棒和Ag/AgCl/3M KCl分别作为工作电极和参比电极。在开路电位105 至0。02赫兹的范围内振幅5mV测得电化学阻抗谱。所有的电化学测量均在室温下进行。 纳米Mn3O4@DWCNT的合成及其超级电容性能的研究(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_202222.html