[发明专利]碳/氧化锰复合材料及其制备方法与应用

摘要

本发明提供了一种碳/氧化锰复合材料及其制备方法，所述的碳/氧化锰复合材料可用作超级电容器电极材料；本发明以廉价、环保、可再生、易获得的木粉作为原料制备碳材料用于超电容用碳/氧化锰复合材料的制作，相比于使用一些性能出色但价格昂贵的碳材料，如有序介孔碳、石墨烯、碳纳米管、富勒烯等，本发明方法具有明显的成本优势；同时，本发明复合材料中碳材料为活性碳材料，自身就能贡献较高的电容，而且氧化锰通过高温水热氧化还原反应原位负载在活性碳材料表面，能提高复合材料电容输出能力。

主权项

一种碳/氧化锰复合材料，其特征在于，所述的碳/氧化锰复合材料按如下方法制备得到：(1)氮气保护下，原料木粉于800～1000℃进行碳化处理1～4h，之后冷却至室温，得到碳化产物，将所得碳化产物与0.5～1.5mol/L稀盐酸以料液质量比1：20～70混合，搅拌，静置，过滤，滤饼用去离子水洗涤至中性，再置于80～100℃真空干燥箱中干燥12～24h，制得初级木碳粉；(2)将步骤(1)得到的初级木碳粉与碱、水以质量比1：2～7：2～9均匀混合，得到混合物，然后加热蒸发掉所得混合物中80％～90％的水，得到膏状物；氮气保护下，所得膏状物于800～1000℃进行活化处理1～4h，之后冷却至室温，用去离子水洗涤至中性，再置于80～100℃真空干燥箱中干燥12～24h，制得活性木碳粉；(3)将步骤(2)得到的活性木碳粉以料液质量比1：150～700超声分散于去离子水中，得到分散液，然后在室温、搅拌条件下，在所得分散液中加入高锰酸钾与盐酸的混合水溶液，搅拌均匀，升温至120～180℃进行水热反应3～12h，之后冷却至室温，过滤，滤饼用去离子水洗涤至中性，再置于60～80℃真空干燥箱中干燥12～24h，即得所述的碳/氧化锰复合材料；所述活性木碳粉、高锰酸钾与盐酸的混合水溶液的质量比为1：300～1400；所述高锰酸钾与盐酸的混合水溶液中，高锰酸钾的浓度为6.5～8.5g/L，盐酸的浓度为0.15～0.25mol/L。