燕山大学:榴莲壳衍生的N，O，P掺杂活性碳材料，用于超级电容器

本文要点：

以榴莲壳为碳源制备N，O，P掺杂的多孔碳

成果简介

将生物质废弃物转化为高性能的有用材料具有十分重要的意义。本文，燕山大学Yueming Li等研究人员在《Journal of Materials Science 》期刊发表名为“Durian shell-derived N, O, P-doped activated porous carbon materials and their electrochemical performance in supercapacitor”的论文，研究以榴莲壳为原料，制备了N，O，P多杂原子掺杂的活性多孔碳材料。

所制备的活性碳材料具有中等的比表面积、微孔为主的孔结构和多个杂原子掺杂的特点。作为超级电容器的电极，所制备的N，O，P掺杂多孔炭材料在1mh2so4水溶液中的比容量为184fg-1，电流密度为0.5agg-1，循环10000次后保持率为88%，具有良好的循环稳定性。此外，在H2SO4和KI水溶液的氧化还原电解液中，N，O，P共掺杂的活性多孔碳在2A g-1时可提供 560 F g-1的电容（相当于功率密度为318 W kg-1时的能量密度为12.4 Wh kg-1）。本研究为提高生物质废弃物衍生碳的电化学性能提供了一条新的途径，有助于进一步推动其在储能领域的应用。

图文导读

方案一、制备N，O，P共掺杂的多孔碳材料的示意图

图1、a – d CHP-4在不同放大倍数下的SEM图像；E在CHP-4的TEM图像"e低和F高倍率; g CHP-4的HRTEM图像；CHP-4的h元素映射图像：C，N，O和P

图2、制备的碳氢化合物CHP-1，CHP-4，CHP-6的a XRD图谱和b拉曼光谱

图3.在77 K下的氮吸附/解吸等温线; b和CHP，CHP-1，CHP-4，CHP-6的孔径分布；c榴莲壳和制成的碳材料的FT-IR光谱

图4. XPS调查光谱；CHP-4 高分辨率b C1 s，c N1 s和d P2 p XPS光谱

图5、所制备碳的循环伏安法（CV）曲线图等

小结

综上所述，以榴莲生物质废弃物为前驱体，成功制备了氮、氧、磷掺杂的活性多孔炭。这些实验证明，榴莲壳可以通过适当的活化和多种杂原子掺杂，用作超级电容器中高性能电极材料的良好前驱体。

文献：