【论文荐读】南京林业大学金永灿教授团队:木质素基碳材料的改性及其在超级电容器中的应用研究进展

学术   2024-10-30 16:32   北京  


木质素基碳材料的改性及其在超级电容器中的应用研究进展

张诚  陈远双  袁楚茵  钟炜  吴文娟  金永灿*

1. 南京林业大学轻工与食品学院

2. 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心








论文核心内容

木质素是一种储量丰富、价格低廉且含碳量高的可再生生物质资源,分子骨架上丰富的官能团,如酚羟基、醇羟基、羧基和甲氧基等可为木质素的化学改性提供足够的反应位点。木质素的分子结构设计灵活性和多样性适合制备杂原子掺杂的碳材料,通过在木质素结构中引入不同的杂原子(如氮、硫、磷等),可制备比表面积大、孔隙结构丰富与表面活性点位多的杂原子掺杂木质素基碳材料。本文综述了国内外近年来关于杂原子掺杂木质素基碳材料的制备方法(包括活化法、水热法、热解法、模板法和后处理法等)、杂原子掺杂的机理,以及在制备过程中影响碳材料孔隙结构的影响因素;并给出在制备、结构、应用等方面的可能研究方向,以实现木质素基碳材料在超级电容器中的高价值应用

图1 (a) 水热碳化后采用KOH活化制备三维多孔碳材料示意图;(b) LC/PLC/N-PLC的制备流程图;(c)热解法制备氮、氧和硫共掺杂多孔碳材料示意图;(d)水热法制备氮掺杂木质素基多孔碳示意图



作者简介


第一作者:张诚,在读硕士研究生;研究方向:天然高分子的改性与应用。


*通信作者:金永灿,博士,教授,博士生导师;主要从事生物质资源化学与工程等方面的研究。


团队简介

南京林业大学“木质纤维素化学与利用创新团队”紧密围绕“双碳”“乡村振兴”和“绿色发展”等国家战略,重点开展木质纤维素化学与利用的理论研究、产品开发和技术转移转化,在生物大分子相互作用机制、木质素结构调控与高值利用、生物质催化转化、纤维素功能材料创制等方面取得多项理论和技术创新成果。





引文格式


张诚,陈远双,袁楚茵,等.木质素基碳材料的改性及其在超级电容器中的应用研究进展[J].中国造纸,2024,43(9):20-30.

ZHANG Cheng, CHEN Yuanshuang, YUAN Chuyin, et al. Research Progress on the Modification of Lignin-based Carbon Materials and Their Application in Supercapacitors[J].China Pulp & Paper,2024,43(9):20-30.


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