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作为超级电容器电极材料,锰氧化合物因其理论容量高、资源丰富、对环境友好、成本低廉等优点而备受关注。本文采用溶剂热方法制备了多孔结构的四氧化三锰电极材料,研究了表面活性剂体系对四氧化三锰电极材料微观结构和电化学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对四氧化三锰电极材料的微观结构进行表征分析;采用恒电流充放电技术、循环伏安法、交流阻抗法等手段测试了四氧化三锰电极材料的电化学性能。以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂制备多孔结构的四氧化三锰电极材料,微观结构分析表明,四氧化三锰电极材料为四方晶系尖晶石结构(空间群I41/amd),样品呈现三维菜花状形貌,由厚度约为100 nm的片层结构自组装而成。BET测试结果表明,四氧化三锰电极材料呈现典型的介孔材料特征,其比表面积为138.5 m2 g-1,孔径分布在10 nm。电化学性能测试结果表明,在0.5 A g-1电流密度下,四氧化三锰电极材料的比容量为302 F g-1,在5 A g-1电流密度下5000次循环后,比容量保持率为90%。电化学阻抗谱测试结果表明,电极表面电化学反应的电荷转移电阻为0.52Ω。以十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠为阴阳离子表面活性剂复配体系代替单一表面活性剂体系,制备了多孔结构的四氧化三锰电极材料。实验结果表明,当阴阳离子表面活性剂比例关系为1:1时,可以获得海绵状纳米结构的四氧化三锰电极材料,样品粒径约为50 nm左右,无团聚现象。电化学性能测试结果表明,海绵状多孔结构的四氧化三锰电极材料在0.5 A g-1电流密度下,比容量高达451 F g-1,比单一表面活性剂体系制备的菜花状四氧化三锰电极材料的比容量提高了约49%。在5A g-1电流密度下10000次循环后,比容量保持率为91.9%。电化学阻抗谱测试结果表明,海绵状多孔结构的四氧化三锰电极材料电极表面电化学反应的电荷转移电阻为0.21Ω,比菜花状四氧化三锰电极材料电荷转移电阻减小了59.7%。