[发明专利]一种含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法

权利要求书

1.一种用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）二氧化锰纳米线的合成；

将KMnO₄和K₂S₂O₈溶解于去离子水中形成混合溶液一，将所述混合溶液一进行水热反应，其中，KMnO₄、K₂S₂O₈、去离子水的重量比例为0.75∶1.30∶15；反应结束后，对产物进行清洗，并60℃真空干燥处理，得到二氧化锰纳米线；

（2）含氮多孔碳/二氧化锰复合电极材料的制备；

将二氧化锰纳米线、含氮生物质、二氧化硅纳米颗粒混合分散到另行准备的去离子水中形成混合溶液二，所述混合溶液二超声处理30分钟，其中，二氧化锰纳米线、含氮生物质、二氧化硅纳米颗粒、另行准备的去离子水的重量比例为（0.01~6）∶2∶2∶50；将所述混合溶液二置于在80℃环境中至溶剂全部蒸发，并进一步在-40℃下冷冻干燥12小时，将得到产物进行热处理，并进一步用2 mol/L的KOH溶液处理，以实现对二氧化硅的刻蚀并得到最终产物含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极材料。

2.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：二氧化锰纳米线的合成时，相应的产物清洗采用去离子水和酒精对产物进行清洗。

3.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：二氧化锰纳米线的合成时，相应的产物置于60℃真空烘箱中进行干燥处理。

4.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：所述热处理的条件为先在300℃下处理2小时，后以2℃/分钟的升温速率将热处理温度提升到800℃并保持此温度1小时以实现含氮生物质的碳化。

5.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：所述热处理在惰性气氛下进行。

6.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：制备二氧化锰纳米线时使用的水热反应温度为100℃至220℃，反应时间为6小时至48小时。

7.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：制备的二氧化锰纳米线的直径为1nm至100 nm，长度为10nm至2000nm。

8.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：所述含氮生物质选自豆渣、蛋清、蛋壳膜、蚕丝、鸡毛、头发、明胶。

9.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：二氧化锰纳米线的用量为含氮生物质质量的0.01至2倍。

10.如权利要求1所述的用于超级电容器的含氮多孔碳/二氧化锰纳米线复合电极的制备方法，其特征在于：所述二氧化硅纳米颗粒的粒径在1 nm至100 nm。