高稳定性细菌纤维素/碳纳米管/MnO2复合超级电容器电极

作者：刘亚丽; 张素风^*; 呼旭旭; 李磊; 李楠; 刘叶

来源：精细化工, 2023, 40(12): 2650-2658.

DOI：10.13550/j.jxhg.20230099

• 细菌纤维素
• 多壁碳纳米管
• 二氧化锰
• 膜电极
• 电化学性能
• 高稳定性
• 功能材料

首先，利用细菌纤维素(BC)的两亲分子结构和纳米尺寸效应实现了水中羟基化多壁碳纳米管(简称MWCNT)的有效分散；接着，利用BC的三维多孔及柔性支架结构和MWCNT的优良导电性，采用真空抽滤辅助自组装构建了BC/MWCNT复合膜；然后，在BC/MWCNT复合膜上电沉积MnO2构建了BC/MWCNT/MnO2复合膜电极。采用SEM、TEM、XRD、Raman光谱及XPS对BC/MWCNT复合膜及BC/MWCNT/MnO2复合膜电极进行了表征，测试了其力学性能及电化学性能。结果表明，BC和MWCNT通过氢键紧密结合协同赋予复合膜优良的电导率和力学性能。BC/MWCNT复合膜的多孔结构、电解质吸收特性及蜂窝状活性MnO2纳米片的桥连结构赋予其出色的电化学性能和循环稳定性，在1 m A/cm2的电流密度下，BC/MWCNT/MnO2-20(电沉积时间20 min)的面积比电容和质量比电容分别达到1.17 F/cm2和200 F/g，在20 m A/cm2的电流密度下进行10000次循环后，其比电容保留率为96%。BC/MWCNT/MnO2复合膜电极的制备简便且成本低廉，在开发柔性储能器件方面具有应用潜力。

• 单位
  陕西科技大学