无机化学学报

空心海胆状二氧化锰的制备及其在超级电容器中的应用

Synthesis of Hollow Urchin-Like MnO₂ via a Facile Hydrothermal Method and Its Application in Supercapacitors

作者	单位	E-mail
冯晓苗	有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地, 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院材料科学与工程学院, 南京 210046	iamxmfeng@njupt.edu.cn
闫真真	有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地, 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院材料科学与工程学院, 南京 210046
陈宁娜	有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地, 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院材料科学与工程学院, 南京 210046

摘要: 采用简单的一步水热法制备了空心海胆状二氧化锰,无需任何模板剂和表面活性剂。该材料具有3D的纳米结构,结构稳定,并由单个的二氧化锰空心管自组装而成。该纳米材料的特殊结构为其提供了高的比电容。在1 mol·L^-1硫酸钠电解液中,扫速为1 mV·s^-1的条件下,该材料的比电容值为254.6 F·g^-1。在电流密度为1.0 A·g^-1的条件下,充放电循环1 000次后比电容值仍保持为初始值的97.5%。表明该材料具有良好的电容性能和稳定性,其具备用作高性能超级电容器的电极材料的潜能。

关键词: 空心海胆结构二氧化锰超级电容器

基金项目: 国家自然科学基金(No.20905038),教育部创新团队(IRT1148),江苏省自然科学基金(BK20141424)和江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)资助项目。

Abstract: In this study, we described a simple hydrothermal method to synthesize hollow urchin-like manganese dioxide without any template and surfactant. 3D Hollow urchin-like manganese dioxide was consisted of single manganese dioxide tube with stable structure. Its unique structure is beneficial to improve the specific capacitance. The specific capacity is 254.6 F·g^-1 in 1 mol·L^-1 Na₂SO₄ electrolyte at a scan rate of 1 mV·s^-1. Over 97.5% of the first cycle capacitance was retained after repeating the galvanostatic charge-discharge for 1 000 cycles. This nanomaterial could be used to supercapacitor which exhibited excellent stability and capacitive properties, indicating its potential application to act as a promising electrode material for supercapacitors.

Keywords: hollow urchin structure MnO₂ supercapacitors

投稿时间：2014-02-28 修订日期：2014-09-02

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冯晓苗,闫真真,陈宁娜.空心海胆状二氧化锰的制备及其在超级电容器中的应用[J].无机化学学报,2014,30(11):2509-2515.

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