【正文】 本文采用 100 目鋸屑等天然模板，分別 以高錳酸鉀錳（或硫酸錳）為原料，結(jié)合甲醇溶液氧化還原反應(yīng)及高錳酸鉀氧化法 ，成功地制備了利用鋸屑中的輸送養(yǎng)分的天然通道的限域作用，制備出了 MnO2 納米棒。 （ 2） 固定 H2SO4活化劑的濃度，探討了 吸附時間 對 吸附量 的影響 ，利用原子吸收 測試手段，測試了 鋸屑 對錳離子的吸附量隨時間的變化 ， 結(jié)果表明吸附 24h為 可以達(dá)到飽和吸附 。本實驗所測得為吸附后溶液中剩余的 Mn 離子的含量，故算出剩余離子的濃度后，要用初始的離子濃度減去剩余的離子濃度，既是鋸屑吸附的量，這樣就能進(jìn)行精確地定量分析鋸屑在不同的時間所吸附 Mn 離子的含量不同，然后用圖做出來，很直觀的看出時間對吸附量的影響。 4000 3000 20xx 1000 0020406080100Transmittance / %Wave nu m ber / cm1 dcba 圖 21 不同的方法活化鋸屑的紅外測試結(jié)果 （ a活化前鋸屑 ； b甲醛活化后的鋸屑 ； c2mol/L的硫酸活化的鋸屑 ； d2mol/L 的硝酸活化的鋸屑） Fig. 21 IR test results of the activated sawdust in different methods 由上圖我們可以很清楚的看出：活化前后鋸屑的紅外譜圖基本沒有什么巨大的變化，基本上在以下幾個波數(shù)地方出峰： 3340cm1， 2940 cm1， 1740 cm1， 1597 cm1， 1420 cm1 等等波數(shù)，在高頻段低波數(shù)處空白 鋸屑 幾乎沒有紅外峰出現(xiàn)，但是在不同條件下活化的鋸屑，或多或少的出現(xiàn)了峰位，其中硫酸活化的 鋸屑 在1740 cm1 和 1597 cm1 地 方的波數(shù)發(fā)生了部分藍(lán)移，均向低波數(shù)的方向偏移。在探究時間對鋸屑吸附錳源的影響中，為了減少實驗的誤差，本文做了三組平行試驗，每組實驗取十個不同的時間區(qū)間，然后處理實驗進(jìn)行測試吸附量。 然而鋸屑作為天然模板輔助合成 MnO2 納米棒時，采用不同的活化方法，對實驗結(jié)果的影響不同。 [6] 超級電容器性能表征：將所制備的 MnO2 電極材料做成電極，采用循環(huán)伏安法、循環(huán)充放電以及交流阻抗對所 MnO2 納米棒的超級電容器性能進(jìn)行詳細(xì)的分析測試； 論文的選題意義 [1] 采用價格低廉，容易得到的鋸屑為模板，輔助合成納米 MnO2 的新方法得到目標(biāo)產(chǎn)物，并對所得電極材料的超級電容特性進(jìn)行系統(tǒng)研究。制備出高容量、高活性 、高的比表面積微小顆粒 和高堆積密度的二氧化錳是提高電池性能的關(guān)鍵。鋸屑里面的木質(zhì)內(nèi)部含有豐富的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，這種微米毛細(xì)管是直通的，用來運輸水分和養(yǎng)料。 溶膠 凝膠模板法是最近今年科研工作者比較青睞的一個研究方向，該法的優(yōu)點是：模板比較容易脫出。 ST一般是指沒有固定的組織結(jié)構(gòu)而在一定空間范圍內(nèi)具有限閾能力的分子體系。水熱技術(shù)的主要優(yōu)點是，在無任何結(jié)構(gòu)控制劑或模板存在的條件下，能較方便地合成納米顆粒、納米棒、納米晶須以及納米管等各種納米結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，并且該方法能夠制備出特殊形貌，性質(zhì)穩(wěn)定的氧化物 。 （ 3）低溫固相反應(yīng)法 人們發(fā)展低溫固相制備納米材料的方法，是因為產(chǎn)物粒子在高溫下會很快的團聚、生長， 這樣就會造成材料的體積比較大，比表面積比較小，從而影響了其電化學(xué)性能。 液相沉淀法制備 MnO2 電極材料的過程中，一般都是應(yīng)用七 價錳鹽與二價錳鹽發(fā)生的氧化還原反應(yīng)： Mn（ VII） +（ Ⅱ ） =（ IV）制備二氧化錳。不同晶型的 MnO2 的化學(xué)組成基本相同，但是由于晶格結(jié)構(gòu)和晶胞參數(shù)不同，即幾何形狀和尺寸不同，它們的電化學(xué)反應(yīng)能力差別很大。今后重點應(yīng)放在合成新材料，尋找具有優(yōu)良摻雜性能的導(dǎo)電聚合物，提高聚合物電極的充放電性能、循環(huán)壽命和熱穩(wěn)定性等方面。現(xiàn)在，用于超級電容器的氧化錳電極材料研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展 [20]， Toupin 等 [21]用共沉淀法制備出納米 αMnO2，比電容為 166 F/g， Reddy 等 [22]將 NaMnO4 和 Na2C4H2O4 按 3:1 的摩爾比混合，加入 ，通過 solgel 法制備凝膠 ?， 發(fā)現(xiàn)其比表面積達(dá) 72m2/g，為無定型結(jié)構(gòu)，平均顆粒尺寸為 5μm；通過優(yōu)化電解液，發(fā)現(xiàn)在 1mo1/LNaC1 溶液中，掃描速度為 5mV/s 測試其比容量達(dá) F/g。因此，人們開始尋找其他廉價的金屬材料，并且 其 電化學(xué)性能 和氧化釕相差不大 的氧化物來代替 Ru。 但 是碳材料 石墨化程度、長度、管徑大小、彎曲程度以及不同處理方式所 得到 的碳納 米管 ， 接上不同的基團 都會對由它 構(gòu) 成的超級電容器的性能產(chǎn)生很大的影響。 圖 12給出了超級電容器和燃料電池及二次電池的特性比較，從圖中數(shù)據(jù)可以顯示出了超級電容器的上述特點。 法拉第準(zhǔn)電容 在充放電的進(jìn)程中，其不消耗電解液，電解液濃度維持相對穩(wěn)定。它的出現(xiàn)使得電容器的容量驟然躍升了 3～ 4個數(shù)量級，達(dá)到了法拉 (F)級別的超高容量。由于納米材料所具有的不同尋常的尺寸及結(jié)構(gòu)，使它們 具 有一些特殊的性質(zhì)，從而使它們在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。 論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 20xx 年 6 月 10 日 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 青島農(nóng) 業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 目錄 摘要 .............................................................................................................................. Ⅰ Abstract………………………………........................................... ............................. Ⅱ1 引言 ............................................................................................................................. 1 1． 1 超級電容器的概述 .............................................................................................. 1 超級電容器的儲能原理 ...................................................................................... 1 超級電容器的特點 .............................................................................................. 3 電極材料研究發(fā)展概況 ...................................................................................... 3 電極材料 MnO2 的簡介 ......................................................................................... 6 MnO2 的概述 ........................................................................................................ 6 納米 MnO2 粉體的制備方法 .............................................................................. 7 鋸屑模板指導(dǎo)綠色合成 MnO2 納米棒 ............................................................ 10 本論文研究目的和內(nèi)容、意義、創(chuàng)新點 ........................................................... 11 論文的研究目的 ................................................................................................ 11 論文的研究內(nèi)容 ................................................................................................ 11 論 文的選題意義 ……………………………………………………………… .12 本 論文的創(chuàng)新點 ................................................................................................ 12 2 模板的活化研究 ...................................................................................................... 13 實驗部分 ................................................................................................................ 13 實驗儀器和試劑 ................................................................................................. 13 實驗過程 ............................................................................................................... 13 模板的制備 ........................................................................................................ 13 活化鋸屑條件的確定 ........................................................................................ 14 實驗條件的確定 ................................................................................................ 14 實驗結(jié)果與討論 ................................................................................................... 15 傅里葉變換紅外光譜 (FTIR)測試結(jié)果討論與分析 ....................................... 15 活化鋸屑的熱重 差熱分析 .............................................................................. 16 活化鋸屑條件的確定的結(jié)果與討論 ……………………………………………… .16 小結(jié) ....................................................................................................................... 19 實驗部分 ................................................................................................................ 20 實驗儀器和試劑 ................................................................................................. 20 鋸屑 天然模板輔助沉淀法合成納米 MnO2 樣品 ................................................ 21 納米 MnO2 樣品的物理性質(zhì)及超級電容性的能表征 ....................................... 22 納米 MnO2 樣品的傅立葉變換紅外光譜分析 (FTIR) .................................... 22 納 米 MnO2 樣品的 X射線衍射分析 (XRD) .................................................... 23 納米 MnO2 樣品透射電鏡表面形貌分析