[发明专利]一种多孔的二氧化锰及碳的复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种多孔的二氧化锰及碳的复合材料及制备方法，所述多孔的二氧化锰及碳的复合材料为海绵状立体多孔结构，其孔径2‑9nm，比表面积312.4‑361.8m2/g，按重量百分比计算，其含碳量为30‑40%。其制备方法包括具有多孔结构的三氧化二铝的制备、多孔碳的制备，然后将多孔碳浸入到高锰酸钾水溶液中，让高锰酸钾充分的进入到多孔碳的孔道中，然后抽滤，所得滤饼浸入到氯化锰水溶液中，搅拌下进行二氧化锰生成反应1‑3h，然后再次抽滤、洗涤、干燥，即得多孔的二氧化锰及碳的复合材料。该多孔的二氧化锰及碳的复合材料是超级电容器理想活性材料，具有高的比电容量，且制备方法简便，成本低廉。

主权项

一种多孔的二氧化锰及碳的复合材料的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：（1）、向温度为80‑90℃、浓度为10‑20mol/L硝酸铝水溶液中慢慢加入0.5‑1mol/L的碳酸铵水溶液，搅拌直至溶液透明，然后控制温度为‑20℃进行冷冻干燥，然后转移到马弗炉中控制升温速率为5℃/min升温至200℃‑300℃加热分解8h‑10h，所得固体物为具有多孔结构的三氧化二铝；上述所用的10‑20mol/L硝酸铝水溶液和0.5‑1mol/L碳酸铵水溶液的量，按摩尔比计算，即硝酸铝：碳酸铵为1：0.6‑0.7；（2）、多孔碳的制备将步骤（1）所得的具有多孔结构的三氧化二铝浸入正丁醇中，抽真空静置10‑20min，将其转移到管式恒温炉中，控制温度为500‑600℃进行分解反应1‑3h，得到含有多孔三氧化二铝和碳的固体，然后清除掉含有多孔三氧化二铝和碳的固体中的三氧化二铝，得到多孔碳；所述的清除掉含有多孔三氧化二铝和碳的固体中的三氧化二铝，即向含有多孔三氧化二铝和碳的固体中加入体积百分比浓度为10%‑30%的硫酸水溶液，控制温度70‑80℃进行反应7‑8h，以便溶解三氧化二铝，反应结束后过滤，所得的滤饼用蒸馏水洗涤至流出液的pH值为中性，再将其加入到质量百分比浓度为10‑20%的氢氧化钠水溶液中，控制温度70‑80℃进行反应7‑8h，以便加速溶解三氧化二铝，反应结束后过滤，所得的滤饼用蒸馏水洗涤至流出液的pH值为中性，然后在真空条件下110℃烘干，即得多孔碳；（3）、复合材料的制备将多孔碳浸入到浓度为0.001‑0.005mol/L的高锰酸钾水溶液中进行0.5‑1h，让高锰酸钾充分的进入到多孔碳的孔道中，然后抽滤；抽滤所得的滤饼浸入到浓度为0.005‑0.015mol/L的氯化锰水溶液中，控制搅拌转速为2000‑3000r/min下进行二氧化锰的生成反应1‑3h，然后再次抽滤；再次抽滤所得的滤饼用蒸馏水洗涤至流出液的pH值为中性，然后在真空条件下110℃烘干，即得多孔的二氧化锰及碳的复合材料。