[发明专利]一种制备多孔球状氧化锰/碳复合物的方法

说明书

本发明涉及一种制备多孔球状氧化锰/碳复合物的方法，包括以下步骤：1)将一定浓度的氧化锰前躯体加入到间氨基苯酚甲醛树脂球的分散液中，搅拌数小时，离心分离后得到间氨基苯酚甲醛树脂球/氧化锰前躯体复合物；2)将步骤1)所得的间氨基苯酚甲醛树脂球/氧化锰前躯体复合物，放到烘箱中静置一段时间进行热处理；3)将经过热处理的间氨基苯酚甲醛树脂球/氧化锰前躯体复合物在氮气气氛下高温碳化，即得多孔球状氧化锰/碳复合物；本发明同现有技术相比，该方法简单温和，可以通过改变锰的前躯体的浓度来调节复合物中氧化锰的含量以及复合物中孔体积的大小，且设备工艺简单，成本低廉，周期较短，产量较高。

[技术领域]

本发明属于材料制备技术领域，具体地说是一种制备多孔球状氧化锰/碳复合物的方法。

[背景技术]

超级电容器又名电化学电容器,主要依靠双电层和氧化还原赝电容(法拉第赝电容)电荷储存电能。超级电容器是介于常规电容器与二次电池之间的储能器件,同时兼有电容器功率密度大和二次电池能量密度高的优点，具有功率密度高、充放电速度快、环境友好、循环寿命长、可逆性好、使用温度范围宽、安全性高以及成本低等特点。

二氧化锰具有较高的比电容量，是一种重要的电化学超级电容器电极材料，但是作为金属氧化物，本身的导电性比较差。而多孔球状氧化锰/碳复合物因其独特的结构特性，对改善超级电容器的比表面积和能量密度以及导电性十分有利，因而受到广泛的关注。

C/MnO₂复合材料能提高电极材料的导电性，因而在制备超级电容器的电极材料中，常常将氧化锰制备成碳/氧化锰复合物。C/MnO₂复合材料制备方法有许多，如原位生长法、共沉淀法、水热法、电沉积法等。

C/MnO₂复合材料形貌有很多种，不同形貌影响样品的不同物理和化学性能。其中，球状多孔氧化锰/碳复合材料具有较低的密度、高比表面积和良好的电子俘获能力等，引起人们的更多关注。目前，专利和文献报道的氧化锰/碳复合物材料制备方法主要是浸渍法，即先合成多孔碳，然后将锰的前躯体如高锰酸钾等溶液浸泡，然后高温焙烧，获得碳/氧化锰复合物材料。但在多孔球状氧化锰/碳复合物的制备方面却报道较少。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种制备多孔球状氧化锰/碳复合物的方法，该方法简单温和，能够通过改变氧化锰前躯体的浓度来调节复合物中氧化锰的含量以及复合物中孔体积的大小，且成本低廉，周期较短，产量较高。

为实现上述目的设计一种制备多孔球状氧化锰/碳复合物的方法，包括以下步骤：1)将一定浓度的氧化锰前躯体加入到间氨基苯酚甲醛树脂球的分散液中，搅拌数小时，离心分离后得到间氨基苯酚甲醛树脂球/氧化锰前躯体复合物；2)将步骤1)所得的间氨基苯酚甲醛树脂球/氧化锰前躯体复合物，放到烘箱中静置一段时间进行热处理；3)将经过热处理的间氨基苯酚甲醛树脂球/氧化锰前躯体复合物在氮气气氛下高温碳化，即得多孔球状氧化锰/碳复合物。

进一步地，步骤1)中，所述氧化锰前躯体为乙酸锰、氯化锰的一种或两种混合物。

进一步地，步骤1)中，所述氧化锰前躯体的浓度为0.2～2.0mol.L^-1。

进一步地，步骤1)中，所述氧化锰前躯体溶液的体积与间氨基苯酚甲醛树脂球的质量比为10～30：1。

进一步地，步骤2)中，所述热处理的温度为40-200度，处理时间为2-24小时。

进一步地，步骤3)中，氮气气氛下的碳化温度为600-800度，保留时间为2-4小时。

进一步地，上述制备方法包括如下具体步骤：