CN110085447A - 一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明以静电纺丝法再经炭化制备了Cu‑MnO/碳纳米纤维复合材料，本发明方法所制得的Cu‑MnO/CNF复合材料具有较高的比表面积比和电导率；将本发明的复合材料应用于超级电容器能有效生成电容量大、寿命长、污染低的电极材料；本发明将低价态氧化锰与金属铜共同负载于碳纳米纤维上，在一定程度上改善了碳纤维的导电性使复合材料的电导率较大，另一方面金属单质Cu和氧化锰在充放电时为氧化还原反应提供了更多的的活性位点和可移动粒子，使所制成的电极材料能够较容易的发生可逆的氧化还原反应，且电极的电容在大电流密度下的循环保持能力较好；并且优化了工艺反应条件，大幅简化了合成工艺并缩减了成本。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维领域，具体涉及一种Cu-MnO/碳纤维复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
超级电容器是一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件，因具有功率密度大、充放电效率高、循环稳定性好、使用温度范围宽和环境友好等优点而备受关注，并被应用于电动汽车、电压补偿及制动能量回收等领域。电容器的核心部件是电极材料。根据储能机理不同，电极材料分为双电层型的碳材料、赝电容型的金属氧化物和导电聚合物。碳材料具有良好的电导率和稳定性，但比电容不高；金属氧化物理论比电容值高，但稳定性较差。将2种材料合二为一会发挥各自的优点实现协同效应，对于提升电极材料的电化学性能具有重要意义。
在众多金属氧化物中，氧化锰MnOx由于具有成本低、环境友好和电位窗口宽等优点而被认为是最有前途的电极材料。但是，氧化锰MnOx的体积膨胀效应和较差的导电能力导致其循环稳定性较差，大大降低了其电化学性能。研究发现，通过复合碳材料可有效解决这一问题。但氧化锰MnOx结构多为粉体状，无法满足柔性电子器件的电极要求，因此，在结合碳材料的同时，还需将具有高赝电容的氧化锰MnOx颗粒构建成一维柔性纤维材料以适应柔性超级电容器的发展需求。
静电纺丝技术是制备一维纳米纤维材料的最佳手段。其首先使一定黏度的带电高分子溶液或熔体在高压静电场作用下发生流动与形变细化，然后在空气中经溶剂挥发或熔体冷却而固化在收集装置上，最终得到纳米纤维。该方法以其独特的优点受到研究人员的广泛关注。通常，由静电纺丝与高温煅烧技术可以直接制备MnOx纳米纤维，其中Mn为较低的氧化态(x＜2)，而最近的研究表明，低氧化态的Mn通常会限制MnOx的比电容。
目前研究金属Cu及金属氧化物MnO负载在碳纳米纤维上作为超级电容器的电极材料这方面的研究很少。
发明内容
为了解决碳纳米纤维作为碳基电极时比电容低、循环性能及电导率差的技术问题，而提供一种低价态氧化锰与金属铜共同负载于碳纳米纤维上的Cu-MnO/碳纤维复合材料及其制备方法和应用。本发明通过以下技术方案实现：
一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料，所述复合材料的结构是在碳纳米纤维上负载金属单质铜和氧化锰，所述金属单质铜和氧化锰的负载量以质量百分数计分别为15％～37％和19％～47％。
一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)纺丝液的制备：将聚丙烯腈溶于良溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；将铜盐倒入溶液A中，室温下搅拌得到混合溶液B；将锰盐倒入混合溶液B中，室温下搅拌得到混合溶液C；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C进行静电纺丝，静电纺丝完成后在室温下干燥，制得前驱体Cu-Mn/PAN纳米纤维；
(3)Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备：将步骤(2)所得前驱体置于惰性气体的下煅烧制得Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料(即Cu-MnO/CNF)。
进一步地，步骤(1)中所述的良溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
进一步地，步骤(1)中所述铜盐为醋酸铜、氯化铜或硝酸铜。
进一步地，步骤(1)中所述锰盐为醋酸锰、氯化锰或硝酸锰。
进一步地，步骤(1)中铜盐、锰盐与聚丙烯腈的质量比为1:1:0.1～5。
优选地，步骤(1)中铜盐、锰盐与聚丙烯腈的质量比为1:1:0.5～5。
进一步地，步骤(2)中所述静电纺丝是在电压10～20kV、流速0.8～2mL/h、高度10～20cm下进行的。
进一步地，步骤(3)中所述煅烧是在温度700～1000℃、时间9～18h下进行的。
进一步地，所述步骤(3)中惰性气体为N2或Ar。
本发明最后提供一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料在超级电容器阳电极材料上的应用。
需要说明的是：前驱体Cu-Mn/PAN中，符号Cu和Mn并不是金属单质，而是为了表达所得到的前驱体中含有Cu元素和Mn元素，仅是一个表达式不是化学式；而产物Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料中Cu表示的就是金属单质铜，MnO为氧化锰，两者均为化学式。
有益技术效果：本发明以静电纺丝法再经炭化制备了Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料，本发明方法所制得的Cu-MnO/CNF复合材料具有较高的比表面积比和电导率；将本发明的复合材料应用于超级电容器能有效生成电容量大、寿命长、污染低的电极材料；本发明将低价态氧化锰与金属铜共同负载于碳纳米纤维上，在一定程度上改善了碳纤维的导电性使复合材料的电导率较大，另一方面金属单质Cu和氧化锰在充放电时为氧化还原反应提供了更多的的活性位点和可移动粒子，使所制成的电极材料能够较容易的发生可逆的氧化还原反应，且电极的电容在大电流密度下的循环保持能力较好；并且优化了工艺反应条件，大幅简化了合成工艺并缩减了成本。
附图说明
图1为实施例1制得的前驱体Cu-Mn/PAN的XRD图。
图2为实施例1制得的前驱体Cu-Mn/PAN的SEM形貌图。
图3为实施例1制得的复合材料Cu-MnO/CNF的XRD图。
图4为实施例1制得的复合材料Cu-MnO/CNF的SEM形貌图。
图5为对比例1制得的CNF、对比例2制得的Mn-Mn(OH)2/CNF、对比例3制得的Cu-CuO/CNF、对比例4制得的MnOX/CNF和实施例1制得的Cu-MnO/CNF应用于电极材料时的比电容图。
图6为对比例1制得的CNF、对比例2制得的Mn-Mn(OH)2/CNF、对比例3制得的Cu-CuO/CNF、对比例4制得的MnOX/CNF和实施例1制得的Cu-MnO/CNF应用于电极材料时的循环性能图。
图7为对比例1制得的CNF、对比例2制得的Mn-Mn(OH)2/CNF、对比例3制得的Cu-CuO/CNF、对比例4制得的MnOX/CNF和实施例1制得的Cu-MnO/CNF应用于电极材料时的循环伏安图。
图8为对比例1制得的CNF、对比例2制得的Mn-Mn(OH)2/CNF、对比例3制得的Cu-CuO/CNF和实施例1制得的Cu-MnO/CNF的应用于电极材料时的恒电流充放电图，在图中分别以A、B、C、D表示。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例进一步描述本发明，但不限制本发明范围。
实施例1
Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料，其制备方法如下：
(1)纺丝液的制备：称取1.100g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；称取1.330g醋酸铜倒入溶液A中，室温下搅拌3h时间，得到混合溶液B；称取1.332g醋酸锰倒入溶液B中，室温下搅拌3.5h时间，得到混合溶液C；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C放置于针筒内，在15kV电压，流速为1mL/h以及高度15cm的条件下进行静电纺丝，纺丝完成后在室温下干燥一夜，制得前驱体Cu-Mn/PAN纳米纤维；
(3)Cu-MnO/碳纳米纤维的制备：将步骤(2)所得纳米纤维置于瓷舟中，在通N2的条件下，从室温逐步加热到750℃，煅烧15.3h，制得产品Cu-MnO/CNF。
计算理论负载量(产物中所含物质的理论质量百分数)：Cu的负载量为24.65％，MnO的负载量为31.82％。
对本实施例进行比表面积和电导率的测试，结果如表1所示。
对本实施例步骤(2)的前驱体Cu-Mn/PAN进行X射线衍射，所得XRD谱图由图1所示，比对标准卡，前驱体Cu-Mn/PAN的结构相图只出现C的衍射峰。
对本实施例步骤(2)的前驱体Cu-Mn/PAN进行扫描电子显微镜观察，所得SEM形貌图如图2所示，从图2中可以看出，本发明实施例1所制备的前驱体Cu-Mn/PAN纳米纤维为管状。
对本实施例所制得的产品Cu-MnO/CNF进行X射线衍射，所得XRD谱图如图3所示，对比标准卡，由图3可知，经过炭化后，在25.9°、35.2°、40.8°、43.3°、50.4°、58.8°、74.1°、89.9°处均有相应的C、Cu和MnO的衍射峰。
对本实施例所制得的Cu-MnO/CNF进行扫描电子显微镜观察，所得SEM形貌图如图4所示，从图4中可以看出，Cu及MnO颗粒均匀紧密的负载在CNF表面。
实施例2
Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料，其制备方法如下：
(1)纺丝液的制备：称取0.306g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；称取1.335g醋酸铜倒入溶液A中，室温下搅拌3h时间，得到混合溶液B；称取1.333g醋酸锰倒入溶液B中，室温下搅拌3.5h时间，得到混合溶液C；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C放置于针筒内，在15kV电压，流速为1mL/h以及高度20cm的条件下进行静电纺丝，纺丝完成后在室温下干燥一夜，制得前驱体Cu-Mn/PAN纳米纤维；
(3)Cu-MnO/碳纳米纤维的制备：将步骤(2)所得纳米纤维置于瓷舟中，在通N2的条件下，从室温逐步加热到600℃，煅烧9h，制得产品Cu-MnO/CNF。
计算理论负载量(产物中所含物质的理论质量百分数)：Cu的负载量为36.02％，MnO的负载量为46.36％。
对本实施例进行比表面积和电导率的测试，测得比表面积为800m2/g，电导率为20.3S/cm。
实施例3
Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料，其制备方法如下：
(1)纺丝液的制备：称取0.801g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；称取1.331g醋酸铜倒入溶液A中，室温下搅拌3h时间，得到混合溶液B；称取1.330g醋酸锰倒入溶液B中，室温下搅拌3.5h时间，得到混合溶液C；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C放置于针筒内，在20kV电压，流速为0.8mL/h以及高度10cm的条件下进行静电纺丝，纺丝完成后在室温下干燥一夜，制得前驱体Cu-Mn/PAN纳米纤维；
(3)Cu-MnO/碳纳米纤维的制备：将步骤(2)所得纳米纤维置于瓷舟中，在通Ar的条件下，从室温逐步加热到800℃，煅烧13h，制得产品Cu-MnO/CNF。
计算理论负载量(产物中所含物质的理论质量百分数)：Cu的负载量为28.02％，MnO的负载量为36.02％。
对本实施例进行比表面积和电导率的测试，测得比表面积为805m2/g，电导率为25.2S/cm。
实施例4
Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料，其制备方法如下：
(1)纺丝液的制备：称取2.005g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；称取1.334g硝酸铜倒入溶液A中，室温下搅拌3h时间，得到混合溶液B；称取1.336g硝酸锰倒入溶液B中，室温下搅拌3.5h时间，得到混合溶液C；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C放置于针筒内，在15kV电压，流速为1.5mL/h以及高度15cm的条件下进行静电纺丝，纺丝完成后在室温下干燥一夜，制得前驱体Cu-Mn/PAN纳米纤维；
(3)Cu-MnO/碳纳米纤维的制备：将步骤(2)所得纳米纤维置于瓷舟中，在通N2的条件下，从室温逐步加热到900℃，煅烧18h，制得产品Cu-MnO/CNF。
计算理论负载量(产物中所含物质的理论质量百分数)：Cu的负载量为19.29％，MnO的负载量为22.60％。
对本实施例进行比表面积和电导率的测试，测得比表面积为800m2/g，电导率为21.5S/cm。
实施例5
Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料，其制备方法如下：
(1)纺丝液的制备：称取2.507g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；称取1.333g氯化铜倒入溶液A中，室温下搅拌3h时间，得到混合溶液B；称取1.331g氯化锰倒入溶液B中，室温下搅拌3.5h时间，得到混合溶液C；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C放置于针筒内，在10kV电压，流速为2mL/h以及高度15cm的条件下进行静电纺丝，纺丝完成后在室温下干燥一夜，制得前驱体Cu-Mn/PAN纳米纤维；
(3)Cu-MnO/碳纳米纤维的制备：将步骤(2)所得纳米纤维置于瓷舟中，在通N2的条件下，从室温逐步加热到1000℃，煅烧16h，制得产品Cu-MnO/CNF。
计算理论负载量(产物中所含物质的理论质量百分数)：Cu的负载量为20.43％，MnO的负载量为24.33％。
对本实施例进行比表面积和电导率的测试，测得比表面积为798m2/g，电导率为21.0S/cm。
对比例1
制备碳纳米纤维复合材料：
(1)纺丝溶液的制备：称取1.101g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；
(2)前驱体的制备：将混合溶液A放置于针筒内，在20kV电压，流速为1mL/h以及高度15cm的条件下进行静电纺丝作用，在室温下干燥一夜，制得PAN纳米纤维；
(3)碳纳米纤维的制备：将步骤(2)所得PAN纳米纤维置于瓷舟中，在通N2的条件下，从室温逐步加热到1000℃，煅烧8.7h，制得样品CNF。
对本对比例进行比表面积和电导率的测试，结果如表1所示，比表面积为267m2/g，电导率为3.6S/cm。
对比例2
制备MnO-Mn(OH)2/碳纳米纤维：
(1)纺丝溶液的制备：称取1.206g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；称取1.334g醋酸锰倒入溶液A中，室温下搅拌3.5h时间，得到混合溶液C1；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C1放置于针筒内，在15kV电压，流速为1mL/h以及高度15cm的条件下进行静电纺丝作用，在室温下干燥一夜，制得Mn/PAN纳米纤维；
(3)MnO-Mn(OH)2/碳纳米纤维复合材料的制备：将步骤(2)所得前驱体置于瓷舟中，在通N2的条件下，从室温加热到850℃，煅烧18.2h，制得样品MnO-Mn(OH)2。
对本对比例进行比表面积和电导率的测试，结果如表1所示，比表面积为568m2/g，电导率为18.7S/cm。
对比例3
制备Cu-CuO/碳纳米纤维：
(1)纺丝溶液的制备：称取1.104g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；称取1.331g醋酸铜倒入溶液A中，室温下搅拌3h时间，得到混合溶液B；
(2)前驱体的制备：将混合溶液B放置于针筒内，在15kV电压，流速为1mL/h以及高度15cm的条件下进行静电纺丝作用，在室温下干燥一夜，制得Cu/PAN纳米纤维；
(3)Cu-CuO/碳纳米纤维复合材料的制备：将步骤(2)所得前驱体置于瓷舟中，在通N2的条件下，从室温加热到700℃，煅烧10.2h，制得样品Cu-CuO/CNF对本对比例进行比表面积和电导率的测试，结果如表1所示，比表面积为406m2/g，电导率为13.7S/cm。
对比例4
制备MnOX/碳纳米纤维：
(1)纺丝溶液的制备：称取0.990g的聚丙烯腈溶于12mL N,N-二甲基甲酰胺的溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；称取5.001g醋酸锰倒入溶液A中，室温下搅拌2h时间，得到混合溶液C2；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C2放置于针筒内，在17.5kV电压，流速为1mL/h以及高度6cm的条件下进行静电纺丝作用，在室温下干燥一夜，制得Mn/PAN纳米纤维；
(3)MnOX/碳纳米纤维复合材料的制备：将步骤(2)所得前驱体置于瓷舟中，在通N2的条件下，从室温加热到900℃，煅烧5.9h，制得样品MnOX/CNF。
对本对比例进行比表面积和电导率的测试，结果如表1所示，比表面积为632m2/g，电导率为20.7S/cm。
实施例1和对比例1～4所制得产品的比表面积和电导率如表1所示。
表1实施例1和对比例1～4所制得产品的比表面积和电导率
从表1的数据中可知，实施例1的Cu-MnO/CNF其比表面积比和电导率比对比例1～4的材料大，较高的比表面积能够产生较多的活性位点以能够使电子或离子较容易转移；而较高的导电性能够提升Cu-MnO/CNF作为电极材料时的循环性能，进而提高使用寿命。这两点在应用例中得到进一步的体现。
应用例1
对上述实施例所制备的复合材料及对比例所制备的材料应用于超级电容器的阳电极材料并进行电化学测试。
电化学性能测试均在上海辰华CHI660电化学工作站上完成。采用三电极体系：玻碳电极(GC)为工作电极铂丝电极为对电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极。实验中，所有的电位均相对于SCE，所有的实验均在室温下进行。GC电极在使用之前，先用Al2O3粉末在麂皮上反复打磨抛光，然后依此用无水乙醇和蒸馏水超声清洗，晾干后备用。
电极制备：将5mg的样品、1.25mL的水和0.25mL Nafion溶剂混合，超声5分钟使样品充分溶解。后用移液枪取6.4微升的溶液滴在工作电极上，在真空干燥箱中恒温80℃干燥2h后，在2M KOH的电解液中进行循环伏安法、恒电流充放电的电化学性能测试。
测得实施例1和对比例1～4的比电容如图5所示，比电容是利用公式C＝I/v,Cs＝C/m＝I/m/v计算，其中Cs为比电容(F/g)，I为电流(A)，m为电极材料质量(g)，v为扫描速度(v/s)。从图5中可以看到，纯CNF电极材料的比电容最小，在5mV/s下为68F/g；MnO-Mn(OH)2/CNF电极材料的比电容在5mV/s下为132F/g；Cu-CuO/CNF电极材料比电容在5mV/s下为88F/g；MnOx/CNF电极材料的比电容在5mV/s下为151F/g；而Cu-CuO/CNF电极材料的比电容大于上述三种材料，比电容值随扫描速率的增加而减小，Cu-MnO/CNF电极材料在5mV/s下最大比电容为230F/g。
测得实施例2～5的复合材料电极其比电容在5mV/s下为220～240F/g。
循环耐久性是超级电容器最重要的电化学性能之一。测得实施例1和对比例1～3的循环性能如图6所示，图6为2000个循环进行的恒流充放电试验，电极在电流密度为10A/g下的电容变化情况。由图6可知，Cu-MnO/CNF的循环性能显然优于其他三种材料，在大电流密度条件下长周期运行，其电容的保持能力依旧很好，在经过2000个循环后，Cu-MnO/CNF电极的电容保持率为95.7％，这是因为将Cu-MnO/CNF作为电极材料时，在碳纤维上负载的金属铜和低价态的Mn能够不断提供氧化还原反应，使Cu-MnO/CNF电极材料不易变形，提高使用寿命。
测得实施例2～5的复合材料电极其循环性能在大电流密度条件下经过2000个循环后，电容保持率在94％～97％之间。
图7是在扫描速率20mV/s下CNF、MnO-Mn(OH)2/CNF、Cu-CuO/CNF、MnOx/CNF和Cu-MnO/CNF作为电极材料时在2M KOH中的循环伏安图。从图7可知，循环伏安曲线形成了一个类似于矩形的图形，而曲线越接近矩形，说明电容性能越理想，循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向，因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度，若反应是可逆的，则曲线上下对称。Cu-MnO/CNF电极的循环伏安曲线出现的矩形面积明显比CNF、Cu-CuO/CNF、MnO-Mn(OH)2/CNF、MnOx/CNF电极大，且矩形曲线上下对称，间接反映出Cu-MnO/CNF电极具有比其他4中材料大的比电容，且曲线中还原峰(向上的峰)峰电位越正峰电流越大，越容易还原，氧化峰(向下的峰)峰电位越负，峰电流越大，越容易氧化，说明Cu-MnO/CNF复合材料具有赝电容性能；这说明所制得的Cu-MnO/CNF复合材料中活性物质较多，金属单质铜和低价态的锰较其他物质能够很容易的被氧化还原；且Cu-MnO/CNF的比表面积较大，增加了与电解液的接触面积，从而降低电极在电解液中的电阻率，呈现出较好的导电性。
图8是CNF、MnO-Mn(OH)2/CNF、Cu-CuO/CNF和Cu-MnO/CNF(在图中分别以A、B、C、D表示)在不同电流密度0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g下2M KOH的恒流充放电曲线。从图8中可以看出，电流密度从0.2A/g增加到2A/g，电压与时间呈非线性关系，Cu-MnO/CNF电极材料充放电时间最长，说明Cu-MnO/CNF材料的内阻是其他3中材料中最小的，侧面反映出改材料的导电性能较好，因此也表现出更好的电容特性，这是因为金属Cu单质和氧化锰负载与碳纤维上，在一定程度上改善了碳纤维的导电性，另一方面金属单质Cu和氧化锰中低价态的锰在充放电时结构发生了变化，为氧化还原反应提供了更多的活性位点和可移动粒子，减小了Cu和氧化锰因结构发生变化的体积效应。
Claims (10)
1.一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料，其特征在于，所述复合材料的结构是在碳纳米纤维上负载金属单质铜和氧化锰，所述金属单质铜和氧化锰的负载量以质量百分数计分别为15％～37％和19％～47％。
2.一种根据权利要求1所述的Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)纺丝液的制备：将聚丙烯腈溶于良溶剂中，搅拌均匀得到溶液A；将铜盐倒入溶液A中，室温下搅拌得到混合溶液B；将锰盐倒入混合溶液B中，室温下搅拌得到混合溶液C；
(2)前驱体的制备：将混合溶液C进行静电纺丝，静电纺丝完成后在室温下干燥，制得前驱体Cu-Mn/PAN纳米纤维；
(3)Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备：将步骤(2)所得前驱体置于惰性气体的下煅烧制得Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法步骤，其特征在于，步骤(1)中所述的良溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求2所述的一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法步骤，其特征在于，步骤(1)中所述铜盐为醋酸铜、氯化铜或硝酸铜；所述锰盐为醋酸锰、氯化锰或硝酸锰。
5.根据权利要求2所述的一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法步骤，其特征在于，步骤(1)中铜盐、锰盐与聚丙烯腈的质量比为1:1:(0.1～5)。
6.根据权利要求5所述的一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法步骤，其特征在于，步骤(1)中铜盐、锰盐与聚丙烯腈的质量比为1:1:(0.5～5)。
7.根据权利要求2所述的一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法步骤，其特征在于，步骤(2)中所述静电纺丝是在电压10～20kV、流速0.8～2mL/h、高度10～20cm下进行的。
8.根据权利要求2所述的一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法步骤，其特征在于，步骤(3)中所述煅烧是在温度700～1000℃、时间9～18h下进行的。
9.根据权利要求2所述的一种Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料的制备方法步骤，其特征在于，所述步骤(3)中惰性气体为N2或Ar。
10.一种根据权利要求1所述的Cu-MnO/碳纳米纤维复合材料在超级电容器阳电极材料上的应用。
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