北理工《IJER》：生物废弃物木质素磺酸钠自掺杂多孔碳材料合成高性能超级电容器

1成果简介 

本文，北京理工大学Lanlan Mo等研究人员在《Int. J. Energy Res》期刊发表名为“Self-doping porous carbon materials synthesis from bio-wastes sodium lignosulfonate with high performance for supercapacitors”的论文，研究提出一种简便方法，通过生物废物木质素磺酸钠合成多孔碳材料。以中性试剂KNO 为活化剂和氮源，通过简单高效的冻干和一步碳化，制备出具有氧、氮、硫共掺杂的三维分级多孔结构的多孔碳材料。

在 800°C 碳化的多孔碳具有高比表面积 (2400 m 2  g -1 ) 和中等氧 (9.15 at%)、氮 (2.35 at%) 和硫 (0.37 at%) 含量。因此，作为超级电容器的电极，GSLS-800在三电极系统中在 1 A g -1 下具有 389.7 F g -1的超高比电容，并且在 10 A g -1 下10 000 次循环后具有 92.3% 的优异电容保持率。然后，由 GSLS-800 电极组装的固体对称超级电容器在 487.75 W kg -1和 19.41 W kg -1的功率密度下表现出 27.26 W h kg -1的高能量密度。这项工作扩展了生物质衍生物在储能应用中的高附加值利用。

2图文导读  

图1、多孔碳材料合成流程

图2、(AC) SLS-800 的 SEM 图像。(DF) GSLS-800 的 TEM 图像

图3、(A) GSLS- x 的XRD 图。(B) 所有样品的拉曼光谱

图4、GSLS- x在三电极系统（3M KOH 水溶液电解质）中的电化学特性

图5、使用1M KOH 作为电解质的基于 GSLS-800 的固体对称超级电容器的电化学性能。

  图6、 GSLS-800//GSLS-800 与先前报道的碳基超级电容器的 Ragone 图比较

3小结 

综上所述，本文提出了一种简单有效的方法合成来自生物废物SLS的O/N/S 共掺杂多孔碳材料。根据以上测量结果，GSLS-800 是一种很有前途的基于生物质的电极材料，用于从生物废物 SLS 中提取高性能超级电容器。

 文献：

https://doi.org/10.1002/er.7314

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来源：文章来自 Int. J. Energy Res网站，由材料分析与应用整理编辑。

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