[发明专利]一维MnO2纳米管及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种一维MnO₂纳米管及其制备方法和应用，该制备方法包括将高锰酸根离子与Te纳米线在溶液中发生氧化还原反应，以制备一维MnO₂纳米管的步骤。与现有的制备一维MnO₂纳米管的方法相比，本发明提出的制备方法操作简便可控、产量高。所得材料具有赝电容性质，用于超级电容器电极材料时具有较好的充放电库伦效应和较大的比电容。

技术领域

本发明涉及模板法制备一维管状纳米材料，具体地，涉及一种一维MnO₂纳米管及其制备方法和应用。

背景技术

一维纳米结构材料，特别是纳米管状材料具有一些独特性质如比表面积高、密度低、渗透作用好、电化学性能优异，因此合理设计并合成一维纳米管状材料对实现现代社会能源的高效存储和转化有着重要的理论研究意义与实用价值。

模板法可以在一定的介质环境中设计出孔径和孔道尺寸可控的模板模型，能够在其中有效地嵌入各种纳米粒子，并可控制其形状、尺寸大小，还能防止团聚的发生，近几年在制备各种形状和尺寸的纳米材料方面取得了很大的进展。

模板法在一维纳米材料的合成中也有着广泛的应用。一般来说可分为纳米受限模板和定向模板。其中纳米受限模板主要包括介孔模板、阳极氧化铝等，定向模板主要包括碳纳米材料、无机金属氧化物纳米材料及金属纳米材料等。其中金属纳米材料如Te纳米线材料电导率高、形貌可控，作为模板在反应过程中不仅能起到支撑框架作用，同时可被溶解，因此不必消除模板，反应过程更为简单、可控。

发明内容

本发明的目的是提供一种一维MnO₂纳米管及其制备方法、一维MnO₂纳米管和应用，通过一维Te纳米线作为一维模板，使高锰酸根与Te发生氧化还原反应，从而得到具有较好电化学性能的管状分层一维MnO₂纳米管材料。该制备方法操作简便可控、产量高。

为了实现上述目的，本发明提供一种一维MnO₂纳米管的制备方法，所述制备方法包括将高锰酸根离子与Te纳米线在溶液中发生氧化还原反应，以制备一维MnO₂纳米管的步骤。

本发明还提供一种一维MnO₂纳米管，根据前文所述的一维MnO₂纳米管的制备方法制备得到。

不仅如此，本发明还提供一种根据前文所述的一维MnO₂纳米管在作为电极材料中的应用。

通过上述技术方案，本发明利用一维Te纳米线作为模板和还原剂，在简单液相反应体系中使高锰酸根与Te纳米线发生氧化还原反应，从而得到管状分层的一维MnO₂纳米管材料。与现有的制备一维MnO₂纳米管的方法相比，本发明提出制备方法操作简便可控、产量高。所得材料具有赝电容性质，用于超级电容器电极材料时具有较好的充放电库伦效应和较大的比电容。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1(a)为Te纳米线的低倍扫描电镜图；

图1(b)为Te纳米线的X射线粉末衍射图；

图2(a)为实施例1所得产物的低倍扫描电镜图；

图2(b)为实施例1所得产物的高倍扫描电镜图；

图2(c)为实施例1所得产物的透射电镜图；

图3为实施例1所得产物的X射线粉末衍射图；