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二氧化锰是一种重要的无机功能材料,广泛地应用于超级电容器、锂离子电池和分子筛等方面,并引起了研究者的重视。目前,研究者主要对二氧化锰的晶型、形貌和掺杂改性进行研究。本文采用氧化还原沉淀法,利用脉冲电磁场(Pulse Electromagnetic Field,PEF)和掺杂改性为辅助手段来制备二氧化锰粉体,控制其晶型和形貌的演变规律,并研究不同工艺条件对二氧化锰电化学性能的影响。论文研究了氧化还原沉淀法对二氧化锰粉体的影响,结果表明,通过改变反应物摩尔比、温度和时间可制备出纳米球花状的δ型、纳米线状的α型和纳米颗粒状的γ型MnO2粉体。最佳反应条件为:反应物摩尔比2:3、反应温度90℃和反应时间2h,可获得结晶度较高和分布均匀的α型MnO2粉体,纳米线的长度约为100nm。在氧化还原沉淀法的基础上,考察了脉冲电磁场参数对二氧化锰粉体的影响,结果表明,未施加脉冲电磁场时,MnO2粉体为α型,纯度较低且分布不均匀;而通过改变脉冲参数,MnO2粉体转变为纳米颗粒状的γ型(γ-PEF-MnO2),最佳脉冲参数为:脉冲电压400V、脉冲频率3Hz、脉冲时间90s,粒径约为10nm;为了进一步提高二氧化锰的电化学性能,采用脉冲电磁场辅助铁掺杂制备二氧化锰粉体时,结果表明,未施加脉冲电磁场时,MnO2粉体为γ型;而施加脉冲电磁场时,MnO2粉体的晶型由γ型转变为α型,形貌由纳米颗粒状变为纳米短棒状,长约为5080nm。探究了不同反应条件对二氧化锰电极材料的电化学性能的影响,结果表明,当电流密度为1A/g时,γ-PEF-MnO2(脉冲辅助法)的比电容最大为1750F/g,而δ-MnO2、γ-MnO2、α-MnO2的比电容分别为570F/g、467.5F/g、437.5F/g;内阻大小的顺序为:γ-PEF-MnO2<γ-MnO2<δ-MnO2<α-MnO2;对于脉冲辅助铁掺杂所改性的二氧化锰电极(MFe),当电流密度为2A/g时,电极MFe的比电容达到1560F/g,比电极M(未掺杂)的电容量提高了52%;同时电极MFe也表现出较小的内阻和电荷转移电阻,说明通过铁掺杂介入该体系制备的α-Mn O2纳米棒具有更好的电化学性能。