成果簡介
將富含雜原子的生物廢料轉(zhuǎn)化為具有良好化學(xué)性質(zhì)的有用多孔碳是一種有助于超級(jí)電容器電極材料的可行方法。本文，中國礦業(yè)大學(xué)郭飛強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在《New J. Chem》期刊發(fā)表名為“Rapeseed meal-derived N,S self-codoped porous carbon materials for supercapacitors”的論文，研究以富含粗蛋白的菜籽粕為原料，合成N、S 共摻雜多孔碳。通過預(yù)碳化和KOH活化 (RM@HTC)獲得的碳樣品表現(xiàn)出發(fā)達(dá)的微介孔互連碳結(jié)構(gòu)，其比表面積高達(dá)3283.2m-2g-1。RM@HTC 的N和S原子保留良好，N含量為1.49%。在三電極系統(tǒng)中，基于RM@HTC的電極在1Ag-1的電流密度下達(dá)到303.4F g -1的高比電容，比電容在10Ag -1下保持在210.0Fg-1。在雙電極系統(tǒng)中，能量密度達(dá)到9.0Wh kg -1，功率密度為625.0W kg -1。RM@HTC 還表現(xiàn)出出色的循環(huán)穩(wěn)定性，在10Ag -1下10 000次充放電循環(huán)后容量保持率為92.9%。
圖文導(dǎo)讀
圖1、基于菜籽粕多孔碳材料的制備工藝示意圖。
圖2、 (a 和 d) RM@AC、(b 和 e) RM@HC 和 (c 和 f) RM@HTC 的 SEM 圖像，以及 (g-k) RM@HTC 的 EDS 映射。
圖3、 (a) XRD 圖譜，(b) 拉曼光譜，(c) N2吸附-解吸等溫線和(d) RM@AC、RM@HC 和RM@HTC的孔徑分布。
圖4、 三電極體系中樣品的電化學(xué)性能
圖5、 雙電極系統(tǒng)中樣品的電化學(xué)性能。
小結(jié)
本研究，使用低成本菜籽粕合成 N、S自摻雜的多孔碳，為開發(fā)可再生、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的電極材料和新一代高性能超級(jí)電容器提供了一種有前景的方法。
文獻(xiàn)：
https://doi.org/10.1039/D2NJ00791F
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