【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于碳布生长的聚3，4-乙烯二氧噻吩包覆的四氧化三锰纳米材料的制备方法及其应用，属于电化学储能材料制备。
技术介绍
1、在众多的能量储存设备中，超级电容器是一种性能介于传统电容器和二次电池之间的新型绿色储能装置。因为其功率密度高，充放电速度快，循环寿命长等一系列优点，弥补了传统平行板电容器和电池的短板，得到了快速发展和应用。随着人们生活质量的提高，对电子设备提出新的要求，即在具有人性化和舒适性的同时兼具微型化和便于穿戴等功能。
2、柔性超级电容器作为一类便携式能量储存设备也受到了许多研究者的关注。碳纤维布具有耐高温、耐腐蚀、导电性和弹性好等特性可作为柔性电极材料的基底。同时，过渡金属氧化物具有较高的理论比电容和丰富的来源备受关注。但过渡金属氧化物具有导电率低，充放电过程中容易发生团聚等缺点导致其电容性能并不理想。而导电聚合物具有导电率高，分子结构简单，化学稳定性良好等优点。将两者进行复合，此复合材料在碳纤维的基材表面具有相互包覆或相互贯穿的微观结构。导电聚合物既能为过渡金属氧化物提供电子通路，又不妨碍其氧化还原反应，而且导电聚合物本身也可以提供较高的储能性，在保证复合材料具有一定电导率的情况下，赝电容物质含量尽可能高，从而进一步提高电极材料的比容量。
3、从上述设想出发，设计出形貌良好、比容量大、循环稳定性好的复合电极材料具有重要现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种基于碳布生长的聚3，4-乙烯二氧噻吩包覆的四氧化三锰纳米材料
2、为了实现本专利技术的目的，采取的技术方案如下：
3、一种基于碳布生长的聚3，4-乙烯二氧噻吩包覆的四氧化三锰纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
4、(1)碳纤维布的预处理：首先将3×2cm2～4×2cm2碳纤维布放置在管式炉中煅烧，升温至250℃～400℃，保温3h～4h后自然冷却至室温。再将其放入质量分数为98％的硫酸中，将烧杯放置在恒温加热板上加热至60℃～90℃，保温2h～5h，待其冷却至室温后，用无水乙醇和去离子水反复冲洗，最后放置在电热鼓风干燥箱中，在50℃～70℃下干燥2h～3h后冷却备用。
5、(2)mn3o4/cc复合材料的制备:按照摩尔比1：1称取四水合乙酸锰(0.13mol/l～0.15mol/l)和硫酸钠溶解在去离子水中，在室温下搅拌25min～35min至其均匀混合。将溶液倒入烧杯中备用。以步骤1中的碳纤维布为工作电极，通过恒电位法进行电化学沉积，沉积电压为-1.75v～-1.5v。沉积时间为20min～35min，得到mn3o4/cc复合材料。
6、(3)pedot/mn3o4/cc复合材料的制备：将上述步骤得到的复合材料置于载玻片上，用移液枪在其上滴加80μl～120μl的fecl3盐酸乙醇溶液(使用3mol/l的盐酸溶液与无水乙醇配置，盐酸与无水乙醇的总体积为40ml且两者体积比为1：1，fecl3物质在混合溶液中的含量为1.4922g～1.6869g)将其充分润湿，待乙醇溶液挥发完后，将载玻片置于不锈钢容器中间，再将两个小烧杯放置在载玻片两侧，分别加入edot单体，总用量为40μl～80μl,盖上不锈钢盖密封好后，将整个不锈钢容器放入电热鼓风干燥箱中，在温度为135℃～160℃下反应2h～4h。反应完后冷却至室温。
7、(4)干燥：将覆盖有复合材料的碳纤维布取出，用去离子水反复冲洗后，放入电热鼓风干燥箱中在50℃～70℃下干燥2h～3h，得到pedot/mn3o4/cc复合材料。
8、相比于现有技术，本专利技术所提供的制备方法具有的优势是：
9、(1)将碳纤维作为柔性自支撑集流体，在其上直接负载导电聚合物pedot与mn3o4制备复合材料，不需要使用粘结剂，简化了制备工艺。
10、(2)所获得的pedot包覆的四氧化三锰纳米材料展示出独特的三维微观结构,可提供更多的反应位点。pedot在保证复合材料具有一定电导率的情况下，使赝电容物质含量提高，从而进一步提高材料的比电容。
11、(3)本专利技术制备方法简单，安全无毒，可控性强，无需长时间高温操作。
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1.一种基于碳布生长的聚3，4-乙烯二氧噻吩包覆的四氧化三锰纳米材料的制备方法，其特征在于，是按以下步骤完成：
2.基于碳布生长的聚3，4-乙烯二氧噻吩包覆的四氧化三锰纳米材料的应用，其特征在于作为超级电容器电极材料的应用。
【技术特征摘要】
1.一种基于碳布生长的聚3，4-乙烯二氧噻吩包覆的四氧化三锰纳米材料的制备方法，其特征在于，是按以下步骤完成：
...【专利技术属性】
技术研发人员：范爱玲，刘一楠，李瑞廷，李天一，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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