碳化鸡蛋膜/碳纳米管/二氧化锰复合材料的制备与性能

李思博，何明宏，刘玉兰，李 亮

武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉430205

随着科技与经济的快速发展，人们对化石能源的需求与日俱增的同时，也对环境造成了不可逆转的危害。为了避免对自然造成更加严重的破坏，人们对于可替代能源以及高转化效率、高循环稳定性的储存/转换装置有着更加迫切的需求［1］。于是具有高比容量、高能密度、高循环性和不易漏电的可穿戴的超级电容器作为一种新型的柔性储能装置被广泛研究［2-4］。柔性超级电容器的基底是可拉伸、可折叠弯曲和防水的电极［5-6］，通常采用二维或一维的碳系结构如碳纳米管（carbon nanotubes，CNTs）、碳纤维编织物、棉纱和生物碳材料等［7-8］。其中，CNTs作为二维材料具有优异的电学性能、柔韧性以及纺织加工性能并且具有较高的比表面积，被广泛应用于柔性超级电容器的制备［9-10］。除此之外，生物碳系材料具有较丰富的碳水化合物及氨基酸成分，使生物材料具有较丰富的氮氧硫元素，大大节省了合成中氮掺杂硫掺杂的过程且避免了实验过程中的废气排放。具有多孔结构的鸡蛋膜（eggshell membrane，ESM）是人们日常生活中经常忽视的廉价材料，最近，有报道称它可以作为制备纳米材料的模板［11-12］。二氧化锰（manganese dioxide，MnO2）的成本低、含量丰富、环保并且具有较高的理论比容量，是目前最具前景的伪电容材料之一［13-14］。本文将ESM、CNTs与MnO2有机结合，不仅在ESM原有基础上提高了比表面积，并且为MnO2提供了更多的附着位点，从而大幅度提高了其电化学性能。……