成果簡介

通過綠色、簡單、經(jīng)濟得方法將可再生生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為先進得電極材料已經(jīng)成為儲能領(lǐng)域得一個重要研究方向。感謝，揚州大學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Fe2(SO4)3幫助得水熱碳化加上熱處理，以墨魚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用量對碳納米球結(jié)構(gòu)、化學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稱超級電容器在功率密度為0.25 kW kg-1時，能量密度達到了9.7 Wh kg-1，并且在10000次循環(huán)后保持91.3%得電容。墨魚汁衍生得碳納米球材料得理想電化學性能使其成為超級電容器得潛在電極候選者。

圖文導讀

圖1.墨魚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：測量光譜（a），C1s（b），N1s（c），O1s（d），S2p（e），F(xiàn)e 2p（f）;（g） 墨魚汁衍生得N/S共摻雜碳得化學結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4.電化學性能。

圖5. ICCN//ICCN對稱超級電容器得電容特性

小結(jié)

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

文獻：

doi.org/10.1016/j.jcis.2023.02.024