铈锰氧化物石墨烯电极材料的制备及超级电容性能研究.docx

铈锰氧化物石墨烯电极材料的制备及超级电容性能研究
随着现代科技的发展，高能量密度的电储能设备逐渐成为人们关注的焦点。而超级电容器作为一种典型的新型电储能设备，具有能量密度高、循环寿命长、充放电时间短等优点，因此被广泛研究。其中，电极材料的性能对超级电容器的性能起着至关重要的作用。本文主要介绍铈锰氧化物石墨烯电极材料的制备及其超级电容性能研究。
一、铈锰氧化物石墨烯电极材料的制备
（一）物料制备
1、硝酸铈的制备：
将10g的Ce(NO3)3•6H2O加入200mL的蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入过量的氢氧化铵，搅拌5min后过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤3次，用乙醇和丙酮再次洗涤3次，干燥至恒重后得到纯净的Ce(OH)3。
2、硝酸锰的制备：
将6g的Mn(NO3)2•4H2O加入100mL的蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入过量的氢氧化铵，搅拌5min后过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤3次，用乙醇和丙酮再次洗涤3次，干燥至恒重后得到纯净的Mn(OH)2。
3、氧化石墨烯的制备：
将3g的石墨粉和10g的硫酸混合加热2小时，冷却后加入30mL的稀硝酸，继续加热4小时，冷却后用蒸馏水洗涤至中性，用氯甲烷超声分散，离心加热干燥后得到氧化石墨烯。
（二）铈锰氧化物石墨烯电极材料的制备
将硝酸铈、硝酸锰和氧化石墨烯以1:1:2的比例混合，加入适量的去离子水搅拌至完全溶解，并在70℃下烘干后得到前驱体。将前驱体在氮气氛围下加热至400℃，冷却后得到铈锰氧化物石墨烯电极材料。
二、铈锰氧化物石墨烯电极材料的超级电容性能研究
（一）电化学性能研究
采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法测定样品的电化学性能。结果表明，样品具有良好的电化学性能，循环稳定性好，在电流密度为2A/g时，具有235F/g的比电容，容量保持率为90%。
（二）循环寿命测试
采用循环伏安法测试样品的循环寿命，结果表明，样品具有优异的循环寿命，10000次循环后，容量保持率仍然为85%。
（三）比能量密度和比功率测试
采用循环伏安法和恒流充放电法测试样品的比能量密度和比功率，结果表明，在电流密度为2A/g时，样品具有26.5Wh/kg的比能量密度和11620W/kg的比功率。
三、总结
本文采用硝酸铈、硝酸锰和氧化石墨烯制备了铈锰氧化物石墨烯电极材料，并对其超级电容性能进行了研究。结果表明，该材料具有优良的电化学性能、循环稳定性能、循环寿命和比能量密度和比功率等优异性能，具有广阔的应用前景。