聚苯胺-MnFe類普魯士藍PB復合材料的超電容性能

  金屬有機骨架材料(MOFs)因其獨特的框架結構以及由此帶來的高孔隙率、高比表面積、大孔徑1，在儲能領域引起了越來越多的關注。MOFs**次用作超級電容器電極材料進行測試。在1 mol/L LiOH水電解質中，測得Co-MOFs材料的比電容為206.76 F/g。近年伴隨著鈉離子電池研究興起，普魯士藍類似物(PBA)引發了大量關注。這是一類**的 MOFs材料，其擁有立方晶系以及開放式框架結構。獨特的空心微納米結構可以增大電極/電解質接觸面積，為電化學反應提供更多的活性位點。該結構也提供了快速的電子/離子傳輸通道,加快反應速率。空隙部分能夠緩解反應中因離子嵌入脫出引起的結構應變，增強循環穩定性。

PANI-MnHCF復合材料的制備與表征

  實驗所需的MnO2NR通過無模板的簡單回流法制備。先將6 mmol MnCI4· 4H2O溶解于150 mL去離子水中，記為溶液①，將4 mmolKMnO4和一定量的K2Cr2O7( K2Cr2O7-/KMnO4質量比為1∶10)溶解于150 mL去離子水中，并記作溶液②。然后將溶液②緩慢滴加至溶液①中，立即出現棕色沉淀，將反應混合物加熱并回流3 h。待自然冷卻至室溫后，收集產物并過濾、洗滌，最后將其置于烘箱中 60 ℃下干燥4 h以上，制得MnO2NR。

  PANI-MnHCF復合材料的制備可在室溫下完成。先稱取0.3 mmol MnO2NR和0.2 mmolK3[ Fe ( CN)6],并加 10 mL H2O混合，超聲處理1.5 min使MnO2均勻分散后，得到懸浮液記作③并攪拌。用移液管量取2 mL 1 mol/L的H3PO4溶液并稀釋至20 mL，而后用專用針管抽取0.6 mmol苯胺(約54 uL)添加至上述稀釋后的H3PO4溶液中混合攪拌,記為溶液④。待苯胺全部溶解后，將溶液④倒入懸浮液③中，繼續攪拌4 h。反應結束后收集產物并過濾、洗滌、干燥，記為樣品 PMn-1。保持其他條件不變，僅將苯胺的物質的量變為0.9,1.2和 1.5 mmol(體積約為82，112，137 uL)，并將制得的樣品分別記作 PMn-2，PMn-3，PMn-4。

材料的形成機理

  圖1是復合材料 PANI-MnHCF的制備及形成過程。MnO2在引導苯胺聚合過程中，自身被還原并逐漸在表面釋放Mn2+，其與K3 [ Fe( CN)6]反應生成MnHCF并沉積在MnO2 NR表面。隨著反應持續進行，MnO2NR不斷消耗，并伴隨 MnHCF立方晶體不斷在其表面生成。**MnO2NR芯材耗盡消失，持續生成的MnHCF堆集成規則的塊狀結構，并在外層有PANI 包覆。MnO2不僅作為苯胺聚合的氧化劑，而且成為Mn源為MnHCF的生成提供 Mn2+。

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