基于植物模板法制备高性能石墨烯/氧化锰复合材料及其电化学性能

以植物膜作为碳源和模板,通过浸渍氯化锰溶液并经两次煅烧合成了石墨烯/氧化锰复合材料,分析了该复合材料的微观形貌、物相组成以及表面性能;将该复合材料制成电极,通过循环伏安和恒流充放电方法测试了其电化学性能。结果表明:石墨烯/氧化锰复合材料中不存在氧化石墨烯,其石墨烯为褶皱状片层结构,厚度约1.449nm,其上负载着大量粒径为10~40nm的氧化锰颗粒;该复合材料的BET比表面积约为202.5m^2·g^(-1),孔径分布于5~30nm;该复合材料的电化学反应可逆性优良,比电容为245F·g^(-1),远高于市购碳粉(25~26F·g^(-1))和植物膜煅烧制备石墨烯(45~50F·g^(-1))的。

以山茶花瓣为模板合成多孔片层结构MnO_2及其电化学性能

以山茶花瓣为模板,以0.01,0.03,0.05,0.10mol·L-1 MnNO_3溶液为前驱体,采用浸渍煅烧的方法合成了具有山茶花瓣微观形貌的多孔片层状MnO_2,并对它的结构和形貌进行了表征;然后将MnO2作为负极材料安装成扣式锂离子电池,测定了MnO_2的电化学特性。结果表明:合成的MnO_2中均含有α、β和ε晶型的MnO_2;随着前驱体溶液浓度由0.01mol·L-1增至0.10mol·L-1,制备的MnO_2的比表面积由8.81cm2·g^(-1)增至39.82cm^2·g^(-1),孔容由0.08cm^3·g^(-1)增至0.26cm^3·g^(-1);电池的首次库伦效率均大于22.56%,经过10次循环后的可逆容量仍能保持70mAh·g^(-1)。

分级多孔炭的生物诱导合成及其吸附性能

以凌霄花瓣为生物模板、蔗糖为炭源、氯化钠为造孔剂、氢氧化钾为活化剂,采用生物诱导法合成了分级多孔炭,确定了最佳工艺参数并研究了各工艺参数对该多孔炭显微结构及吸附性能的影响。结果表明:最佳合成工艺参数为蔗糖、NaCl、KOH溶液质量分数分别为1.0%,2.0%,1.0%,体积比为1∶1∶1,活化温度为650℃,活化时间为60 min;制备的多孔炭基本保留了凌霄花瓣的微观形貌,孔径分布较窄,比表面积高达357 m^2·g^(-1);该多孔炭具有极强的吸附能力,在120mg·L^(-1)的亚甲基蓝溶液中,在120min时达到吸附饱和,吸附量可达60mg·g^(-1)。