[发明专利]一种锰铈复合电极材料及其制备方法和光辅助增容应用

权利要求书

1.一种锰铈复合电极材料的光辅助增容应用，其特征在于：所述锰铈复合电极材料应用于光场下的超级电容器；

该复合电极材料由原位生长的锰基材料和吸光半导体材料耦合而成，在光照条件下能够显著增加复合电极材料的电容；在无光照条件下，复合电极的电容量在120-580F/g之间；在光照条件下，复合电极的电容量在138-725F/g之间，增容比例在15％-30％；

该复合电极材料中的锰基材料为MnO₂、Mn₃O₄和Mn₂O₃中的一种或几种，所述吸光半导体材料为铈基材料CeO₂和Ce₂O₃中的一种或几种；

该复合电极材料空间构成为铈基材料修饰附着于锰基材料表面，锰基材料生长附着于导电电极基底上；锰基材料与基底、铈基材料与锰基材料均通过原位生长的方式复合。

2.根据权利要求1所述的锰铈复合电极材料的光辅助增容应用，其特征在于：所述锰基材料为纳米线形貌，纳米线直径在5-60nm，长度1-1000μm；所述吸光半导体材料为颗粒状形貌，尺寸在2-100nm。

3.根据权利要求1或2所述的锰铈复合电极材料的光辅助增容应用，其特征在于：该锰铈复合电极材料的制备方法包括如下步骤：

(1)基底清洗：将电极基底依次用丙酮、硝酸、去离子水和无水乙醇清洗，去除表面氧化物、油渍杂质，然后置于真空干燥箱内60℃干燥12-24h；

(2)原位生长锰基材料：将经清洗的基底置于锰盐反应前驱体溶液，在150-200℃保温6-24h；反复洗涤所得产物，在60℃的烘箱中干燥18-24h，得到在电极上原位生长的锰基材料；

(3)二次原位生长铈基材料：将经步骤(2)获得的材料置于铈盐溶液中在90-200℃保温8-12h；反复洗涤所得产物，在60℃的烘箱中干燥18-24h，即得到所述的锰铈复合电极材料。

4.根据权利要求3所述的锰铈复合电极材料的光辅助增容应用，其特征在于：步骤(1)所述电极基底包括泡沫镍、碳纸、碳布，步骤(2)所述的锰盐反应前驱体溶液为由锰盐配制而成的水溶液，锰离子的摩尔浓度在0.01-0.07mmol/ml，锰盐为高锰酸钾、硫酸锰、醋酸锰中的一种或两种的混合，步骤(3)所述的铈盐溶液为由硝酸铈配制而成的水溶液。