全文总字数：6545字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着新能源的不断发展进步，人们对于能有效储存与转换能量的设备——超级电容器给予了极大的重视。优良的电容性能和低成本让过渡金属氧化物超级电容器受到这方面研究者的广泛关注和研究。近年来，以mno2为基底的复合电极凭借着其价格低廉、资源丰富、毒性低、环境友好而且理论容量高的特点成为许多研究者关注的重点和制备超级电容器的优选。但是在实际应用中二氧化锰电极的性能远低于理论值，这是因为二氧化锰的导电性差，材料结构不佳使得利用率低，从而限制二氧化锰性能的良好发挥。

因此本文采用水热合成法来实现 mno2纳米复合结构的制备，研究样品的微观结构对其超级电容器性能的影响。实验中调控不同mno2的纳米结构及在基底上生长不同的分级异质结构来得到不同的形貌表征，最后通过射线衍射（xrd）、扫描电镜（sem）、透射电镜（tem）、光电子能谱（eds）对样品的晶体结构和成分进行分析，得出样品的表面形貌和具体组成成分并用电化学工作站测试电极材料的电化学性能。希望找出最佳性能的mno2纳米复合结构，对提高在实际应用时mno2电极的电化学性能有帮助。并且本文采用的研究思路的方式是前人还没有研究过的，也就是说这在研究领域中是一个新颖而具有意义的课题，值得我们去花时间研究，累积经验，不断创新推动超级电容器电极材料的发展。

国内外研究现状

超级电容器（sc）由于其高功率密度，长循环寿命和安全操作而非常有希望用于绿色能量存储。过渡金属的赝电容性氧化物如mno2由于它们的低成本，环境友好的性质和高的理论电容而被最广泛地研究。mno2纳米结构的基底适用于各种各样分级异质结构的构建，如mn3o4、mnmoo4、mnco2o4等。因为它们具有更好的导电性和更高的电化学活性。

2. 研究的基本内容

（1）以mno2纳米结构为基底，如纳米球、纳米棒、纳米线等，结合纳米材料制备方法，mno2纳米材料基底上构建分级异质结构，如mn3o4、mnmoo4、mnco2o4等，采用水热合成方法制备mno2纳米复合结构材料。

（2）样品制备完成后，通过射线衍射（xrd）、扫描电镜（sem）、透射电镜（tem）、光电子能谱（eds）对样品的晶体结构和成分进行分析，得出样品的表面形貌和具体组成成分。用电化学工作站测试电极材料的电化学性能。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：根据实验室的实验条件，我们将使用水热合成法来制取以mno2纳米材料为基底的分级异质结构材料。

水热合成法是指在高温高压下，在水(水溶液)或水蒸气等流体中进行有关化学反应的总称。水热条件下，水作为溶剂和矿化剂，同时液态或气态的水是传递压力的媒介，促使反应在液相或气相中进行。

4. 参考文献

[1]赵越．不同形貌的二氧化锰纳米材料的制备及研究[d]．吉林大学硕士学位论文（2016）

[2]葛连方．二氧化锰/碳复合电极材料的微波辅助合成与超级电容应用研究[d]．郑州大学硕士学位论文（2015）

[3]姚倩倩．基于mno2的超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究[d]．郑州轻工业大学硕士学位论文（2015）