Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子制备及其超级电容器电极特性

以甲烷作为碳源气体，块体锰作为原料，采用一种简单的直流电弧等离子体法成功制备了Mn7Cs@C核壳型纳米粒子，用于高性能超级电容器的电极材料．所制备的Mn，C3@C核壳型纳米粒子平均直径为30-35nm．拉曼光谱结果显示石墨碳壳具有良好的导电性．通过循环伏安、恒电流充放电及电化学交流阻抗谱对Mn7C3@C核壳型纳米粒子电极材料进行电化学性能分析，结果表明其具有高比电容、快速充放电等优异的电化学性能．在扫描速率为1mV／s时，比电容最高可达185．8F／g．同时具有良好的循环稳定性，在100mV／s扫描速率下l000次循环伏安测试后，比电容仍保持为最初的88％，与单纯Mn7C3（79％）相比，有明显提高．Mn7C3@C核壳型纳米粒子电极材料优异的电化学性能归因于其良好的核壳结构，富缺陷碳层具有良好的导电性，有助于离子的传输和结构的稳定，而内核Mn，C。主要产生赝电容，在C和Mn7C3的协同作用下产生双电层和赝电容双模式储能机制．

(Mn7C3,Ni)@C核壳型纳米粒子制备及超级电容器电化学特性

采用直流电弧法,在CH_4气氛下以钨棒为阴极蒸发锰镍混合物阳极靶材,制备了(Mn_7C_3,Ni)@C纳米粒子,并用作超级电容器电极材料。(Mn_7C_3,Ni)@C纳米粒子具有明显的核壳结构,平均粒径50 nm。在碳外壳包覆下,内核为Mn_7C_3和Ni的混合物。镍有催化作用,促进碳源形成,影响C壳厚度,锰容易与碳结合生成具有赝电容特性的Mn_7C_3。镍因其催化作用促进碳壳成长,使纳米粒子具有双电子层电容。Mn-C化合形成的Mn_7C_3具有赝电容特性。因此,不同锰镍比例对电极电化学性能有极大影响:锰比例越高,材料比电容越好(485.12 F/g),但循环寿命随之变差;镍比例越高,材料循环稳定性越好(303.57 F/g),1000次循环后其比电容保持为原来的70%。