一维锰氧化物/碳同轴中空纳米棒及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一维锰氧化物/碳同轴中空纳米棒及其制备方法，该纳米棒长度为2‑3μm，直径100‑200nm，碳的厚度为25‑35nm，中空结构的厚度为10‑20nm，采用下述方法制得，包括有以下步骤：1)将锰氧化物/二氧化硅/碳复合纳米棒分散在1.0‑2.0mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌使其混合均匀；2)将步骤1)得到的混合溶液在70‑90℃恒温水浴条件下慢速搅拌18‑24小时；3)用水和无水乙醇反复洗涤步骤2)所得产物直至pH值为7，干燥即得到一维锰氧化物/碳同轴中空纳米棒。本发明的有益效果是：表现出较高的比容量，较好的倍率性能和良好的循环稳定性，使其成为锂离子电池的潜在应用材料。

主权项

一维锰氧化物/碳同轴中空纳米棒，具有明显的同轴中空结构，该纳米棒长度为2‑3μm，直径100‑200nm，碳的厚度为25‑35nm，中空结构的厚度为10‑20nm，采用下述方法制得，包括有以下步骤：1)将锰氧化物/二氧化硅/碳复合纳米棒分散在1.0‑2.0mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌使其混合均匀；2)将步骤1)得到的混合溶液在70‑90℃恒温水浴条件下慢速搅拌18‑24小时；3)用水和无水乙醇反复洗涤步骤2)所得产物直至pH值为7，干燥即得到一维锰氧化物/碳同轴中空纳米棒；所述的锰氧化物/二氧化硅/碳复合纳米棒的制备方法包括有以下步骤：a)配制40mL含有2mg/mL碳源和0.01mol/L三羟甲基氨基甲烷的缓冲溶液，在冰水浴中避光保存；所述的碳源为多巴胺；b)将40mg锰氧化物/二氧化硅复合纳米棒放入步骤a)所得的缓冲溶液中，超声使其完全分散，在冰水浴条件下搅拌，得到锰氧化物/二氧化硅/含碳聚合物复合纳米棒；c)分别用去离子水与乙醇反复冲洗所得锰氧化物/二氧化硅/含碳聚合物复合纳米棒，烘箱中烘干；d)将步骤c)所得产物高温煅烧即可得到锰氧化物/二氧化硅/碳复合纳米棒；所述的锰氧化物/二氧化硅复合纳米棒的制备方法包括有以下步骤：A)称量100mg的锰氧化物纳米棒分散于100ml 0.1mol/L的HCl溶液中，磁力搅拌1小时，对样品进行酸化处理；B)分别用去离子水与乙醇反复冲洗步骤A)所得产物直至pH值为7；C)将步骤B)所得产物再次超声分散在去离子水和无水乙醇的混合溶液中；D)保持磁力搅拌，向步骤C)所得溶液中滴加浓度为28wt％的氨水溶液，接着用微量移液器逐滴加入正硅酸四乙酯，室温搅拌，得到锰氧化物/二氧化硅复合纳米棒；E)分别用去离子水与无水乙醇反复离心分离洗涤所得锰氧化物/二氧化硅复合纳米棒，烘箱中烘干即可。