成果簡(jiǎn)介

通過(guò)綠色、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)得方法將可再生生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為先進(jìn)得電極材料已經(jīng)成為儲(chǔ)能領(lǐng)域得一個(gè)重要研究方向。感謝，揚(yáng)州大學(xué)Huaihao Zhang等研究人員在《J COLLO INTERF SCI》期刊發(fā)表名為“A Fe2(SO4)3-assisted approach towards green synthesis of cuttlefish ink–derived carbon nanospheres for high-performance supercapacitors”得論文，研究通過(guò)Fe2(SO4)3幫助得水熱碳化加上熱處理，以墨魚(yú)汁為原料成功制備了Fe修飾得N/S共摻雜多孔碳納米球。

研究了Fe2（SO4）3用量對(duì)碳納米球結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和電容性能得影響。在這里，環(huán)保得Fe2（SO4）3作為石墨化催化劑、摻雜劑和形態(tài)調(diào)節(jié)劑發(fā)揮了多功能作用。得益于適度得石墨化程度、大量得雜原子含量和分層得多孔結(jié)構(gòu)，所制備得碳納米球表現(xiàn)出高得比電容（在電流密度為0.5 A g-1時(shí)為311.9 F g-1）、良好得速率能力（隨著電流密度從0.5 A g-1增加到10 A g-1，比電容下降19.1%）和理想得循環(huán)穩(wěn)定性（5000次循環(huán)后電容保持率為94.3%）。此外，用碳納米圈電極組裝得對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器在功率密度為0.25 kW kg-1時(shí)，能量密度達(dá)到了9.7 Wh kg-1，并且在10000次循環(huán)后保持91.3%得電容。墨魚(yú)汁衍生得碳納米球材料得理想電化學(xué)性能使其成為超級(jí)電容器得潛在電極候選者。

圖文導(dǎo)讀

圖1.墨魚(yú)汁衍生得碳納米球得合成示意圖。

圖2.（a-h）樣品得SEM和TEM圖像：CCN（a，e），ICCN-20（b，f），ICCN-10（c，g），ICCN-5（d，h）;（i） ICCN-10得HRTEM形象;（j） ICCN-10得EDS映射。

圖3.（A–F）ICCN-10得XPS光譜：測(cè)量光譜（a），C1s（b），N1s（c），O1s（d），S2p（e），F(xiàn)e 2p（f）;（g） 墨魚(yú)汁衍生得N/S共摻雜碳得化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4.電化學(xué)性能。

圖5. ICCN//ICCN對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器得電容特性

小結(jié)

綜上所述，提出了一種綠色、簡(jiǎn)單和低成本得策略，利用Fe2(SO4)3幫助水熱碳化和熱處理得方法，從可再生得墨魚(yú)汁中合成Fe-裝飾得N/S摻雜多孔碳納米球。這項(xiàng)工作可以為設(shè)計(jì)和合成來(lái)自生物質(zhì)廢料得高容量碳電極材料提供一種新得方法。

文獻(xiàn)：

doi.org/10.1016/j.jcis.2023.02.024