原本用于飼料和食用菌培養基的棉籽殼,經過新疆科研人員施以妙手,變身為功能強大的氮摻雜多孔碳材料。
來自中國科學院新疆理化技術研究所的最新消息稱,由該所資源化學研究室張亞剛研究員帶領的精細化工工程中心團隊,選用棉籽殼為原料,成功制備出了氮摻雜多孔碳材料。這一研究成果近日在線發表在國際刊物《皇家化學會進展》上。
這種以天然植物為原料制備而成的新型材料成本較低,電化學性能較高,而且具有一定的吸附性,在能源和環保領域有廣闊的應用前景。
棉籽殼是棉籽經過剝殼機分離後剩下的外殼。由于其纖維素含量較高,被廣泛用于牲畜飼料加工和養殖食藥用菌等。在新疆,棉籽殼資源來源廣,資源量非常豐富。
張亞剛介紹,棉籽殼可直接進行碳化,工藝過程操作簡單、安全,且無需添加模闆進行後處理等步驟,可以制備成為各種形态的氮摻雜多孔碳材料。相對于傳統碳材料的制備方法,該方法在原料上成本低,原料成分穩定均一,無需進行複雜的成分分離。
以這種氮摻雜多孔碳材料制備的電極材料,在超級電容器中顯示出優異的性能,此外,氮摻雜多孔碳材料還具有優異的染料吸附性能,可作為新型吸附和分離用功能材料。
功能型碳材料在催化、吸附、傳感、分離以及儲能領域有着廣泛的應用,采用各種可再生資源為原料來制備新型碳材料,成為近年來的一個研究熱點。張亞剛帶領的科研團隊,在國家自然科學基金等項目的支持下,以棉花為原材料,陸續制備出多種植物基碳材料,進一步挖掘棉花的潛在價值,相關科研成果已經申請多項國家發明專利并獲得授權。
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