通過水熱法在不同反應溫度、一定反應時間條件下制備用于超級電容器的Mn₃O₄,同時實現(xiàn)Y的摻雜和復合石墨烯。通過X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和電化學工作站對樣品的形貌、結構與電化學性能進行分析,發(fā)現(xiàn)其與標準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Y-Mn₃O₄的比電容可以達到89 F·g^-1,Y-Mn₃O₄/石墨烯復合材料的比電容可達到267 F·g^-1,并且它們的循環(huán)伏安曲線為矩形形狀,說明Y的摻雜和石墨烯的負載協(xié)同提高了Mn₃O₄的電化學性能。 

【文章來源】：材料工程. 2020,48(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同反應溫度下Mn3O4的XRD圖譜

從圖2(a)中看出當反應溫度為160 ℃,粉體顆粒中棒狀顆粒非常少,大部分為細小且緊密的團聚在一起的納米顆粒。在圖2(b)中可以看到當反應溫度升高到170 ℃時納米棒狀顆粒比例明顯增加,大部分為線狀的粉體顆粒,但還存在一部分團聚的納米顆粒。說明反應溫度的提高有助于非團聚狀態(tài)的線狀Mn3O4的生長。圖2(c)和(d)中可以看到大部分為均勻棒狀Mn3O4。結合XRD圖譜,此時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聚。結合XRD圖譜,選擇180 ℃為本實驗水熱法制備Mn3O4的反應溫度。2.2 Y元素摻雜對Mn3O4電化學性能的影響

圖9為不同石墨烯含量Y-Mn3O4/石墨烯復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%,可看出當石墨烯的加入量發(fā)生變化時,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/石墨烯復合材料具有良好的電容特性。3 結論

【參考文獻】：
期刊論文
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