电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的方法及其应用

摘要

本发明涉及一种电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的方法及其应用，属于电化学技术领域。本发明以碳酸钠为支持电解质，采用控制电位电解将氧化石墨烯还原成石墨烯，并均匀地固定在电极表面上，通过对电沉积过程中氧化石墨烯浓度、电位、温度和时间的选择实现石墨烯镀层厚度的精准控制。以醋酸锰和硫酸钠分别为锰盐前驱体和支持电解质，以硫酸调节电解液酸度进行控制电位电解在石墨烯表面电沉积二氧化锰，实现对二氧化锰粒径和分布密度的精准控制，重复上述操作100次，制备出石墨烯/二氧化锰复合材料。研究表明，所得到的石墨烯/二氧化锰复合材料为电极和以离子液体为电解液的超级装配电容，电容量在500F/g以上，循环充-放电1000次后，其容量还能保持99％以上。

主权项

电化学制备石墨烯/二氧化锰复合材料的方法，其特征是步骤为：1)石墨烯修饰电极的制备：按氧化石墨︰去离子水的比例为1︰10000～10000000配置溶液，加入支持电解质至其浓度为0～5.0mol/L，超声振荡10～30min，于去离子水中形成稳定的氧化石墨烯分散液，超声频率为55‑60kHz；在电学化工作站上选择电位值为‑0.9～‑1.2V和温度为0～40℃进行恒电位电解10～60秒，取出电极，用去离子水洗涤，干燥；2)石墨烯/二氧化锰复合材料电极的制备：将1)制得的石墨烯修饰电极放入含有0.001～1.0mol/L锰盐前驱体和0.01～1.0mol/L支持电解质的去离子水溶液中，形成混合溶液，用硫酸调节混合溶液酸度至混合溶液中的硫酸浓度为0.01～1.0mol/L，选择电位值为0.9～1.2V和温度为0～40℃进行恒电位电解10～60秒；取出电极，去离子水洗涤，干燥，即得产品石墨烯/二氧化锰复合材料电极。