2。3 MnO2@ATP的合成
取0。55。0g ATP,加入1。0 g MnSO4,加0。50ml 浓硫酸,加1。0 g醋酸钠,3。0g高锰酸钾,加水10ml,80W超声反应20min,过滤,用去离子反复水洗涤杂质,再用无水乙醇洗涤3次,100℃干燥24h。所得含0。5,1,3,5。0g ATP的样品分别标记为MnO2@ATP0。5, d: MnO2@ATP1。0,e: MnO2@ATP3。0,f: MnO2@ATP5。0。
3 结果与讨论
3。1。 比表面及孔径分布
ATP、MnO2 @ ATP的N2吸、脱附等温线和孔径分布曲线见图1,按照IUPAC的分类标准,此等温线归属为第1V类型,说明制备材料为介孔材料。在P/Po大于0.8时有非常明显的滞后环,在高压吸附段没有达到吸附平台,表明样品中有颗粒堆积的形成的大孔。通过Brunauer-Emmett-Teller(BET)方程计算,ATP、MnO2及MnO2@ATP的比表面积(SAA)见表1。ATP的SAA 大约为MnO2 的2倍,MnO2@ATP的SAA为157170 m2。g-1,表明MnO2的SAA得到明显改善。图1的内插图是采用Barret-Joyner-Halenda (BJH)方法计算得到的孔径分布曲线,BJH计算表明ATP其孔径分布峰主要在25及50nm,MnO2孔径分布峰在50 nm左右,MnO2@ATP孔径分布峰主要在4760 nm范围,这种包含介孔分布结构有利于电解液和活性材料的充分接触。
表1 MnO2, ATP 及 MnO2@ATP 的 SAA
ATP MnO2 MnO2@ ATP0。5 MnO2@ ATP1。0 MnO2@ATP3。0 MnO2@ ATP5。0
PSD (nm) 25,50 58 53 60 48 47
SAA(m2。g-1) 188 106 170 166 160 157文献综述
图1 ATP及MnO2 @ ATP的N2吸、脱附等温线和孔径分布曲线(内插图) (a:ATP; b: MnO2;c: MnO2@ATP0。5; d: MnO2@ATP1。0;e: MnO2@ATP3。0; f: MnO2@ATP5。0)
3。2 ATP及MnO2 @ ATP电镜分析
图2和图3分别为 ATP及MnO2 @ ATP的扫描电镜图(SEM)及元素能谱分析图(EDS),与ATP相比,从图中可以看出MnO2 @ ATP表面有纳米颗粒存在;EDS元素分析表明MnO2 @ ATP有大量Mn及氧元素存在,说明ATP吸附了MnO2纳米颗粒。
图2 ATP及MnO2 @ATP的SEM(a:ATP; b: MnO2; c: MnO2@ATP0。5; d: MnO2@ATP1。0; e: MnO2@ATP3。0; f: MnO2@ATP5。0)
图3 ATP及MnO2 @ATP的EDS(a:ATP;b: MnO2;c: MnO2@ATP0。5; d: MnO2@ATP1。0; e: MnO2@ATP3。0; f: MnO2@ATP5。0)
3。3 ATP及MnO2 @ ATP 的XRD
ATP 、MnO2及MnO2 @ ATP XRD图见图4,ATP的衍射峰分别为8。5°, 13。6°, 20。0°, 27。1°, and 35。8°,对应的晶面为(110), (200), (040), (231)及 (161)。MnO2中16 o宽峰未找到对应的晶面,37。5o及 65。1o衍射峰为a-MnO2衍射峰。MnO2 @ ATP除ATP峰外,均为a-MnO2衍射峰,且当MnO2:ATP<1时,16 o宽峰消失。