發(fā)布時(shí)間：2021-01-12 22:00

　　通過(guò)水熱法在不同反應(yīng)溫度、一定反應(yīng)時(shí)間條件下制備用于超級(jí)電容器的Mn₃O₄,同時(shí)實(shí)現(xiàn)Y的摻雜和復(fù)合石墨烯。通過(guò)X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和電化學(xué)工作站對(duì)樣品的形貌、結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡89-4837相吻合,為單一相的Mn₃O₄,屬四方晶系,空間群為I41/amd（No.141）。所制得Mn₃O₄為棒狀顆粒。Y摻雜含量為5%時(shí)Y-Mn₃O₄的比電容可以達(dá)到89 F·g^-1,Y-Mn₃O₄/石墨烯復(fù)合材料的比電容可達(dá)到267 F·g^-1,并且它們的循環(huán)伏安曲線為矩形形狀,說(shuō)明Y的摻雜和石墨烯的負(fù)載協(xié)同提高了Mn₃O₄的電化學(xué)性能。 

【文章來(lái)源】：材料工程. 2020,48(02)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

不同反應(yīng)溫度下Mn3O4的XRD圖譜

從圖2(a)中看出當(dāng)反應(yīng)溫度為160 ℃,粉體顆粒中棒狀顆粒非常少,大部分為細(xì)小且緊密的團(tuán)聚在一起的納米顆粒。在圖2(b)中可以看到當(dāng)反應(yīng)溫度升高到170 ℃時(shí)納米棒狀顆粒比例明顯增加,大部分為線狀的粉體顆粒,但還存在一部分團(tuán)聚的納米顆粒。說(shuō)明反應(yīng)溫度的提高有助于非團(tuán)聚狀態(tài)的線狀Mn3O4的生長(zhǎng)。圖2(c)和(d)中可以看到大部分為均勻棒狀Mn3O4。結(jié)合XRD圖譜,此時(shí)Mn3O4的純度要高。但圖2(d)中其尺寸與圖2(c)相比增加了許多,并且其表面存在納米小顆粒團(tuán)聚。結(jié)合XRD圖譜,選擇180 ℃為本實(shí)驗(yàn)水熱法制備Mn3O4的反應(yīng)溫度。2.2 Y元素?fù)诫s對(duì)Mn3O4電化學(xué)性能的影響

圖9為不同石墨烯含量Y-Mn3O4/石墨烯復(fù)合材料電極的交流阻抗譜圖,其中石墨烯含量分別為1%,2%,5%,10%,可看出當(dāng)石墨烯的加入量發(fā)生變化時(shí),其Rs也隨著石墨烯含量的增加略為減小,原因可能為石墨烯的導(dǎo)電率要比Mn3O4好很多,因此隨著電極材料中石墨烯含量的增加,Rs減小,在阻抗譜的低頻區(qū)可看到其大于45°,因此證明Y-Mn3O4/石墨烯復(fù)合材料具有良好的電容特性。3 結(jié)論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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