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本文以廉价二氧化锰作为超级电容器的电极材料,系统的研究了水热法制备的二氧化锰的电容性能,并在最优条件下制备了石墨烯复合二氧化锰材料及石墨烯复合镍掺杂二氧化锰材料以及钴和钌复合的二氧化锰材料。主要内容如下：1.本文展示了一种采用氯化锰和尿素为反应原料,通过水热法合成的介孔Mn02材料的方法。研究了反应温度、热处理温度、制备手段等多种因素对MnQ电极材料的物理性质及电化学性能的影响。用XRD、TEM、循环伏安法和恒流充放电等表征手段进行表征。在100℃下合成的MnO2具有结晶度较好,颗粒大小均一和电化学性能稳定,比容量大的优点,随着水热温度提升材料团聚现象严重结晶度变差,比容也有不同程度的下降；前驱体在300-C热处理制备的Mn02比400℃热处理制的的Mn02具有更好的形貌特征和电化学性能；在相同物料比情况下对比了水热法和液相搅拌法的合成Mn02,后者制备的Mn02是中空疏松的微球结构,结构不稳定孔径较大,电化学性能比水热法制备的Mn02差。2.基于水热法展示了一种一步合成石墨烯包覆Mn02复合材料的方法。在本实验中,通过添加不同质量分数的石墨烯,一方面提高了Mn02的导电性,另一方面石墨烯包覆的结构防止了MnO2在充放电过程中的团聚和脱落现象,为提高MnO2的循环稳定性提供了实用性的方法。利用多种表征手段进行表征。测试结构表明15%石墨烯含量的复合材料具有较大的比表面积、优异的电容特性、能量密度和循环稳定性。3.通过水热法制备了掺杂Ni的二氧化锰和及其与石墨烯复合材料。XRD和SEM测试表明掺杂的Ni部分进入MnO2晶格之中,并且随着Ni含量的增加材料粒径减小,球形特征更明显。电化学测试结果表明适量的掺杂Ni有助于提高材料的超级电容性能,Mn：Ni的摩尔比为10：1时,在2mol/L KOH的溶液中复合材料电极的比容量为356F/g,比未掺杂时有了显著的提高,当复合了石墨烯后,复合材料的比容量可提高到563F/g,材料的内阻减小,大电流下比电容保持率也有了明显的提高,显示了良好的电化学性能。4.通过液相共沉淀法制备了Mn-Co和Mn-Ru复合物,XRD表征发现复合物中二氧化锰和钴氧化物结晶性较差,氧化钌结晶性较好。SEM表征发现材料的形貌相对于纯的Mn02有着显著的改变,Mn-Co复合物是片层花状结构,Mn-Ru复合物是纳米方柱结构。电化学测试结果表明材料的电化学可逆性和大电流充放电特性有了一定程度的改善,Mn-Co和Mn-Ru复合材料最大比容值分别可达250F/g和402F/g。