本专利网">发明提供了一种片状碳化钛负载二氧化锰复合材料,主要用于超级电容器电极材料,属于属于复合材料领域及超级电容器技术领域。本发明以Ti3AlC2粉末为原料,先通过HF刻蚀掉Al后形成二维层状结构的Ti3C2Tx,再利用高锰酸钾与其发生原位生长在二维层状碳化钛表面原位生长,得到片状碳化钛表面负载有一层二氧化锰薄膜和一些球状二氧化锰颗粒的复合材料。该复合材料电容性能优异,在0.5M K2SO4电解液中测得比容量高达256F/g,经1000次循环后比容量保留率达92%,同时交流阻抗测试显示该材料阻抗极低,具有安全性好、可靠性高及能量充足等优点,具备广阔的商业应用前景。
1.用于超级电容器电极材料的片状碳化钛负载二氧化锰复合材料的制备方法,是以Ti3AlC2粉末为原料,先通过HF刻蚀掉Al后形成二维层状结构的Ti3C2Tx,再通过DMSO浸泡、超声处理后,利用高锰酸钾与其反应,在二维层状碳化钛表面原位生长出二氧化锰;其具体包括以下步骤:(1)Ti3C2Tx粉末的制备:用40~50%HF浸泡Ti3AlC2粉末1~2h,形成刻蚀掉Al后的层状结构Ti3C2Tx;用去离子水重复洗涤Ti3C2Tx直至pH=5~6,于50~80℃真空干燥4~6h,形成Ti3C2Tx粉末;(2)片状碳化钛粉末的制备:用二甲基亚砜溶解Ti3C2Tx粉末,并搅拌10~18h形成黑色悬浮液;再以3500~9000rpm离心悬浮液,得到的粉末分散于脱气水中并超声5~8h;超声后的溶液以300~500rpm 离心得到上清液,再以6000~9000rpm离心后,于50~80℃真空干燥6~12h,得到片状结构碳化钛粉末;(3)片状碳化钛负载二氧化锰复合材料的制备:将片状碳化钛粉末与高锰酸钾以1:8~1:10的质量比混合研磨后充分分散于蒸馏水中,向其中加入高锰酸钾质量的3~5%的浓硫酸并搅拌10~30min,加热至60~80℃搅拌反应1~2h,得到片状结构碳化钛负载二氧化锰复合材料的溶液;冷却至室温,洗涤、过滤至滤液不再有紫色出现,然后在50~60℃真空干燥6~12小时,得到片状结构碳化钛负载二氧化锰复合材料粉末;所得片状结构碳化钛负载二氧化锰复合材料粉末的相貌为:在片状碳化钛表面生长一层二氧化锰薄膜和一些球状二氧化锰颗粒。
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