於此我們的實驗，選用快速又簡單的微波水熱的方式來合成二氧化錳，前驅物使用過錳酸鉀作為錳金屬來源，使其水熱於酸性溶液中(氯化氫)作化學反應，主要改變水熱之(1)溫度及(2)升溫速率兩者來控制二氧化錳之相與形貌，全部的實驗水熱時間皆為5分鐘的反應。材料特性部分，在溫度變因中是使用140 o C至200 o C做反應，由結果發現於低溫的140 o C會傾向形成δ相，形貌為花狀表面的微米顆粒，並參雜著些?奈米的棒狀；高溫於160oC -200oC則傾向形成?相之二氧化錳，形貌為奈米棒狀，並隨溫度的升高棒狀直徑增加，。在升溫速率變因於140 o C之樣品，形成的二氧化錳可被分為兩種，樣品5 及20 o C /min為較差結晶度的δ相二氧化錳，形貌為花狀顆粒與奈米棒狀，擁有比表面積分別為210 4 m2/g及114 9m2/g；樣品10 及40 o C /min為結晶度較佳的δ相二氧化錳，形貌為純花狀顆粒，比表面積分別為129 4 m2/g及114 3 m2/g；在升溫速率變因固定於200 o C之樣品，皆形成了?相的棒狀物，隨著升溫速率的增加棒狀物的直徑增加、長度縮短；棒狀的比表面積較低，皆介於25-30 m2/g。 電化學部分，取合成後之二氧化錳材料作為超級電容之電極材料，做循環伏安法、電化學電阻、循環壽命之電化學測試；條件為使用1M Na2SO4水溶液作為電解質，電位窗為-0 1-0 9V。溫度變因之樣品以140oC的δ-MnO2為最佳擁有175 5F/g電容值，其餘的?-MnO2 皆介於40-60F/g的低電容值，由於在花狀顆粒擁有明顯較高的比表面積。升溫速率變因於140 o C之 5 、 20 o C /min樣品，擁有最好的比電容值表現分別為201 7F/g 及175 5F/g，是由於較高的比表面積、較多的孔洞分布體積、較少的K離子比例於二氧化錳主體中。升溫速率於200 o C，由於棒狀?-MnO2其近乎無中孔洞的結構且比表面積相似而並無特殊表現。
| Date of Award | 2014 Aug 19 |
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| Original language | Chinese |
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| Supervisor | Jyh-Ming Ting (Supervisor) |
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快速微波水熱合成alpha與delta相之奈米結構二氧化錳及其於超級電容之應用
培如, 鎖. (Author). 2014 Aug 19
Student thesis: Master's Thesis