[发明专利]四氧化三锰/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种四氧化三锰/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将溶液B滴加在溶液A中，得到溶液C，其中，

溶液A的制备方法为：将碳纳米管均匀分散在氮甲基吡咯烷酮中，得到溶液A；

溶液B的制备方法为：将氯化锰和氯化铵均匀分散在氮甲基吡咯烷酮中，得到溶液B，其中，所述氯化锰的物质的量份数、氯化铵的物质的量份数和碳纳米管的质量份数的比为6：(7～8)：50；

2)将溶液C在25～70℃磁力搅拌至少30min后，得到溶液D，在搅拌条件下，以2～4mL/min的速度将氨水滴加在所述溶液D中，搅拌均匀，制成混合物E，其中，所述氨水的体积份数与步骤1)中氯化铵的物质的量份数的比为2.4：(7～8)；

3)将所述混合物E进行离心分离，得到固体用去离子水清洗，在空气环境下于50～80℃干燥，得到四氧化三锰/碳纳米管复合材料。

2.根据权利要求1所述的在所述制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述物质的量份数的单位为mmol，所述质量份数的单位为mg；

在所述溶液B中，所述氯化铵的浓度为0.18-0.75mol/L；

在所述溶液B中，所述氯化锰的浓度为0.15-0.61mol/L；

在所述步骤1)中，制备溶液A过程中的均匀分散为超声分散，超声分散的时间为30～60min；

在所述步骤1)中，所述碳纳米管的质量份数与所述氮甲基吡咯烷酮的体积份数的比为50：(20～80)，所述质量份数的单位为mg，所述体积份数的单位为mL；

按体积份数计，所述溶液A与所述溶液B的比为2:1。

3.根据权利要求2所述的在所述制备方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述物质的量份数的单位为mmol，所述体积份数的单位为mL；

所述氨水中NH₃的质量分数为25～28wt％；

溶液C在25～70℃磁力搅拌的时间为30～60min；

将溶液C在25～70℃的水浴中磁力搅拌。

4.根据权利要求3所述的在所述制备方法，其特征在于，在所述步骤3)中，得到固体用去离子水清洗至少6次，于50～80℃干燥至少8小时。

5.如权利要求1～4中任意一项所述制备方法所得四氧化三锰/碳纳米管复合材料。

6.根据权利要求5所述的四氧化三锰/碳纳米管复合材料，其特征在于，该四氧化三锰/碳纳米管复合材料由碳纳米管以及负载在该碳纳米管上的四氧化三锰组成，所述四氧化三锰的粒径为10～20nm。

7.根据权利要求6所述的四氧化三锰/碳纳米管复合材料，其特征在于，在所述四氧化三锰/碳纳米管复合材料中，所述碳纳米管所占比重为8～12wt％。

8.如权利要求6或7所述四氧化三锰/碳纳米管复合材料在水系锌离子电池中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在电流密度为100mA/g时，所述水系锌离子电池的比容量为300mAh/g；

在电流密度为500mA/g时，所述水系锌离子电池的比容量为200mAh/g。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，水系锌离子电池在1000圈恒流充放电循环后比容量没有衰减。