正在加载图片...
第12期 孙哲等：超声一浸渍法制备介孔MO2及其性质表征 .1599. 子转移过程时赝电容充电的过程，即反应电阻.从 1995,99(3):1018 图中可以计算出两者的电化学反应电阻分别为 [5]Brunel D.Blanc A C.Galarneau A.et al.New trends in the de- 0.102和0.62n.由此可看出介孔Mn02作为超级 sign of supported catalysts on mesoporous silicas and their applica- tions in fine chemicals.Catal Today.2002.73(1/2):139 电容器电极的法拉第反应电阻较小，这也证明了前 [6]Ko C H.Ryoo R.Imaging the channels in mesoporous molecular 文介孔MnO2具有较高电化学活性的论述. sieves with platinum.Chem Commun.1996(21):2467 3结论 [7]Wang Y Q.Yang C M.Schmidt W.et al.Weakly ferromagnetic ordered mesoporous Co304 synthesized by nanocasting from vinyl 以SBA一15为硬模板，采用超声一浸渍法合成出 functionalized cubic la3d mesoporous silica.Ade Mater,2005. 介孔Mn02,样品复制了SBA一l5的二维六角介孔 17(1):53 [8]Tian B Z,Liu X Y,Yang H F,et al.General synthesis of or- 结构，比表面积和平均孔径分别为282m2g和 dered crystallized metal oxide nanoarrays replicated by microwave 2.75nm,颗粒形状不规则，无定形含量较多.介孔 digested mesoporous silica.Ado Mater,2003.15(16):1370 MnO2在6molL-1K0H体系中电荷转移电阻低， [9]Zhao D Y.Feng J L.Huo Q S,et al.Triblock copolymer syn 扩散动力学特征良好，电化学活性高，质子和电子能 theses of mesoporous silica with periodic 50 to 300 angstrom pores.Science,1998,279(5350):548 快速嵌入和脱出，表现出良好的电化学电容特性，首 [10]Zhao D Y,Huo QS,Feng JL.et al.Nonionic triblock and star 次放电比容量为285Fg,500次循环后放电容量 diblock copolymer and oligomeric surfactant syntheses of highly 保持在210Fg1,可作为超级电容器的理想电极 ordered,hydrothermally stable,mesoporous silica structures.J 材料 Am Chem Soc,1998,120(24):6024 [11]Deng M G.Zhang Z A.Hu Y D.et al.Study on carbon nan 参考文献 otubes/manganese dioxide composite electrode materials for su [1]Niu JJ.Pell W G,Conway B E.Requirements for performance percapacitors.JChin Ceram Soc.2004.32(4):411 characterization of C double-layer supercapacitors:applications to (邓梅根，张治安，胡永达，等.超级电容器碳纳米管与二氧 a high specific-area C-cloth material.J Power Sources,2006, 化锰复合电极材料的研究.硅酸盐学报，2004,32(4)：411) 156,725 [12]Zhang Y.Liu K Y.Zhang W,et al.Electrochemical perfor- [2]Portet C.Taberna P L.Simon P,et al.High power density elee- mance of electrodes in MnO supercapacitor.Acta Chim Sin, trodes for carbon supercapacitor applications.Electrochim Acta, 2008,66.909 2005,50(20):4174 (张莹，刘开宇，张伟，等.二氧化锰超级电容器的电极电化 [3]Yoon Y S,Cho W I,Lim J H,et al.Solid-state thin film super- 学性质.化学学报，2008,66：909) capacitor with ruthenium oxide and solid electrolyte thin films.J [13]Cao C N.Zhang J Q.An Introduction to Electrochemical Power Sources.2001,101:126 Impedance Spectroscopy.Beijing:Science Press.2002:68 [4]Luan Z H.Cheng C F,Zhou W Z,et al.Mesopore molecular (曹楚南，张鉴清。电化学阻抗谱导论。北京：科学出版社， sieve MCM-41 containing framework aluminium.Phys Chem. 2002:68)子转移过程时赝电容充电的过程即反应电阻．从 图中可以计算出两者的电化学反应电阻 RF 分别为 0∙10Ω和0∙62Ω．由此可看出介孔 MnO2 作为超级 电容器电极的法拉第反应电阻较小这也证明了前 文介孔 MnO2 具有较高电化学活性的论述． 3 结论 以 SBA－15为硬模板采用超声－浸渍法合成出 介孔 MnO2样品复制了 SBA－15的二维六角介孔 结构比表面积和平均孔径分别为282m 2·g －1和 2∙75nm颗粒形状不规则无定形含量较多．介孔 MnO2在6mol·L －1 KOH 体系中电荷转移电阻低 扩散动力学特征良好电化学活性高质子和电子能 快速嵌入和脱出表现出良好的电化学电容特性首 次放电比容量为285F·g －1500次循环后放电容量 保持在210F·g －1可作为超级电容器的理想电极 材料． 参 考 文 献 ［1］ Niu J JPell W GConway B E．Requirements for performance characterization of C double-layer supercapacitors：applications to a high specific-area C-cloth material． J Power Sources2006 156：725 ［2］ Portet CTaberna P LSimon Pet al．High power density electrodes for carbon supercapacitor applications．Electrochim Acta 200550（20）：4174 ［3］ Yoon Y SCho W ILim J Het al．Solid-state thin-film supercapacitor with ruthenium oxide and solid electrolyte thin films．J Power Sources2001101：126 ［4］ Luan Z HCheng C FZhou W Zet al．Mesopore molecularsieve MCM-41containing framework aluminium．J Phys Chem 199599（3）：1018 ［5］ Brunel DBlanc A CGalarneau Aet al．New trends in the design of supported catalysts on mesoporous silicas and their applications in fine chemicals．Catal Today200273（1／2）：139 ［6］ Ko C HRyoo R．Imaging the channels in mesoporous molecular sieves with platinum．Chem Commun1996（21）：2467 ［7］ Wang Y QYang C MSchmidt Wet al．Weakly ferromagnetic ordered mesoporous Co3O4 synthesized by nanocasting from vinyl functionalized cubic Ia3d mesoporous silica．A dv Mater2005 17（1）：53 ［8］ Tian B ZLiu X YYang H Fet al．General synthesis of ordered crystallized metal oxide nanoarrays replicated by microwavedigested mesoporous silica．A dv Mater200315（16）：1370 ［9］ Zhao D YFeng J LHuo Q Set al．Triblock copolymer syntheses of mesoporous silica with periodic 50 to 300 angstrom pores．Science1998279（5350）：548 ［10］ Zhao D YHuo Q SFeng J Let al．Nonionic triblock and star diblock copolymer and oligomeric surfactant syntheses of highly orderedhydrothermally stablemesoporous silica structures．J A m Chem Soc1998120（24）：6024 ［11］ Deng M GZhang Z AHu Y Det al．Study on carbon nanotubes／manganese dioxide composite electrode materials for supercapacitors．J Chin Ceram Soc200432（4）：411 （邓梅根张治安胡永达等．超级电容器碳纳米管与二氧 化锰复合电极材料的研究．硅酸盐学报200432（4）：411） ［12］ Zhang YLiu K YZhang Wet al．Electrochemical performance of electrodes in MnO supercapacitor． Acta Chim Sin 200866：909 （张莹刘开宇张伟等．二氧化锰超级电容器的电极电化 学性质．化学学报200866：909） ［13］ Cao C NZhang J Q． A n Introduction to Electrochemical Impedance Spectroscopy．Beijing：Science Press2002：68 （曹楚南张鉴清．电化学阻抗谱导论．北京：科学出版社 2002：68） 第12期 孙 哲等： 超声－浸渍法制备介孔 MnO2 及其性质表征 ·1599·