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随着工业的发展和人口的增长,人类对能源的需求也逐步增加,能源危机是阻碍社会发展的重要原因,因此开发高效、低价、安全的储能系统是发展的关键。目前最受关注的储能技术是电化学储能,即将电能转换为化学能或静电能来存储,其中超级电容器是最受关注的储能工具,因为它具有高的充放电效率、良好的循环性能以及高功率等优点。最近几年,基于炭材料的超级电容器具有高功率密度、极端温度下的优越性能、突出的循环稳定性等,在理论和实际应用中受到了极大的关注,其中生物基活性炭安全无毒、来源丰富、价格低廉,成为了碳家族中颇受重视的研究热点之一;另外,MnO2资源丰富、价格低廉、环境友善、理论电容高,也是一种良好的超级电容器材料。因此对于生物基活性炭和MnO2基材料在超级电容器方面的研究具有重要的应用价值。本论文研究围绕花生壳活性炭(PAC)和MnO2展开,成功制备了高比表面积的花生壳活性炭材料PAC和超长MnO2纳米带,探索了MnO2/PAC复合材料及Ag/MnO2超长纳米带复合材料的合成并考察了其电化学性能。论文的主要内容如下: (1)利用化学活化法成功制备了具有高比表面积的活性炭材料,并对其电化学性能进行了研究。采用SEM、XRD、BET、FT-IR、拉曼测试等手段对样品进行结构、物相、形貌和比表面积研究,讨论了碱炭比、活化温度对活性炭性能的影响。结果显示处理温度在700℃、碱炭比为1∶1时得到的活性炭的比表面积最大(2298m2/g),用其制备的超级电容器电极在0.5M Na2SO4电解液中、0.1A/g的电流密度下测试的比电容可达204F/g。 (2)基于(1)的研究成果,采用简单的共沉淀法制备了MnO2/PAC复合材料。通过SEM、XRD等手段对样品结构与形貌进行表征,并对样品进行了TGA测试,同时研究了共沉积反应时间对样品的电化学性能的影响,结果显示反应时间为4h的样品中MnO2的含量为28%,在0.25A/g的电流密度下测试的比电容为194F/g,高于单纯的PAC的比电容(160 F/g)。 (3)利用简单的水热法制备了长度大于100um的超长MnO2纳米线,并在制备的MnO2纳米线上利用简单的氧化还原法负载了纳米Ag颗粒,通过SEM、XRD等手段对样品结构与形貌进行表征,研究了Ag的负载量对样品电化学性能的影响,结果显示Ag的负载量为5%时电化学性能最好,在0.5M Na2SO4电解液,5mv/s的扫描速率下测试时比电容为160F/g,远高于单纯MnO2纳米线的比电容(45 F/g)。