[发明专利]一种具有核壳结构的二氧化锰/碳膜复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种具有核壳结构的二氧化锰/碳膜复合材料，通过静电纺丝制备聚丙烯腈膜，通过高温碳化制备聚丙烯腈碳膜，在高锰酸钾溶液中淬火处理获得快速生长的MnO2纳米片，得到核壳结构；所述壳核结构由碳纤维为核，MnO2纳米片阵列为壳。其制备方法包括以下步骤：1）聚丙烯腈膜的制备；2）聚丙烯腈碳膜的制备；3）高钾含量水钠锰矿/碳膜复合材料的制备。作为超级电容器电极材料的应用，在0–1.3 V范围内充放电，在电流密度为4 mA cm–2时，比容量达到了700‑800 mF cm–2。本发明使用KMnO4作为前驱体溶液，通过淬火处理，不仅可以原位捕获KMnO4溶液中的钾离子，省去钾离子的预嵌入过程，大幅提高材料的比电容；有利于工业大规模生产制备，实现柔性器件的开发。