二氧化锰是一种极具开发潜力的超级电容器电极材料。目前超级电容器与可充电电池之间最大的差距在于其过低的能量密度,而提高电极材料比电容是增大超级电容器储能量的有效方法。增大材料比表面积可以实现二氧化锰电极材料比电容的提高,因此本研究分别利用超声微波和毛细撞击流强化反应过程,制备出了球网结构的二氧化锰介孔材料和粒径均匀的二氧化锰超细粉体,使二氧化锰电极的比电容得到了提高。首先,将超声波微波联合手段作用于以嵌段共聚物P123为模板,高锰酸钾与硫酸锰为反应物的氧化还原反应过程,制备得到了球网结构的二氧化锰介孔材料。研究证明,在混合硫酸锰水溶液和P123乙醇溶液的过程中,超声波不仅能够提高溶液混合效率,而且能够影响P123分子在溶液中的存在形式。改变混合超声强度,模板结构随之发生改变。反应发生过程中,微波形成的均匀温度场和适当强度的持续超声波分散,能够保证二氧化锰颗粒在P123模板上形成并且沿着模板生长,形成球网结构的二氧化锰介孔材料。氮吸附测试显示,材料比表面积可以达到245m2g-1。产物的球网结构不仅增大了材料的比表面积,而且其介孔结构允许电解质离子通过,提高了比表面积的利用率,增大了参与储能反应的有效表面积。循环伏安测试证明,介孔球网结构的比电容为222Fg-1。其次,同样利用超声波微波联合手段,通过调整pH,将六亚甲基四胺和高锰酸钾反应体系的反应时间由3h以上缩短至10min,反应温度由95℃降低至50℃。研究过程中,考察了温度、硫酸用量、反应时间和分散强度,以电极比电容为目标函数,确定了最佳实验参数。为提高产物颗粒均匀性,研究了超声波微波的强化作用以及沉淀物颗粒的形成历程,发现硫酸分散的均匀程度是限制沉淀产物颗粒均匀性的主要因素。最后,采用毛细撞击流强化酸性条件下的六亚甲基四胺和高锰酸钾反应,成功的实现了加入硫酸的快速均匀分散,得到了粒径均匀的二氧化锰超细粉体,粒径约为200nm。研究过程中考察了反应物配比、硫酸用量和分散方式对产物形貌和电化学性能的影响,确定了最佳实验参数。毛细撞击流强化最佳产物的循环比电容可达230F g-1。