碳化雞蛋膜/碳納米管/二氧化錳復合材料的制備與性能

李思博，何明宏，劉玉蘭，李 亮

武漢工程大學材料科學與工程學院，湖北 武漢430205

隨著科技與經濟的快速發展，人們對化石能源的需求與日俱增的同時，也對環境造成了不可逆轉的危害。為了避免對自然造成更加嚴重的破壞，人們對于可替代能源以及高轉化效率、高循環穩定性的儲存/轉換裝置有著更加迫切的需求［1］。于是具有高比容量、高能密度、高循環性和不易漏電的可穿戴的超級電容器作為一種新型的柔性儲能裝置被廣泛研究［2-4］。柔性超級電容器的基底是可拉伸、可折疊彎曲和防水的電極［5-6］，通常采用二維或一維的碳系結構如碳納米管（carbon nanotubes，CNTs）、碳纖維編織物、棉紗和生物碳材料等［7-8］。其中，CNTs作為二維材料具有優異的電學性能、柔韌性以及紡織加工性能并且具有較高的比表面積，被廣泛應用于柔性超級電容器的制備［9-10］。除此之外，生物碳系材料具有較豐富的碳水化合物及氨基酸成分，使生物材料具有較豐富的氮氧硫元素，大大節省了合成中氮摻雜硫摻雜的過程且避免了實驗過程中的廢氣排放。具有多孔結構的雞蛋膜（eggshell membrane，ESM）是人們日常生活中經常忽視的廉價材料，最近，有報道稱它可以作為制備納米材料的模板［11-12］。二氧化錳（manganese dioxide，MnO2）的成本低、含量豐富、環保并且具有較高的理論比容量，是目前最具前景的偽電容材料之一［13-14］。本文將ESM、CNTs與MnO2有機結合，不僅在ESM原有基礎上提高了比表面積，并且為MnO2提供了更多的附著位點，從而大幅度提高了其電化學性能。……