高浓度壳聚糖均相溶液衍生的分级多孔碳材料
2021-11-08洪华驰甘礼惠龙敏南
厦门大学学报(自然科学版) 2021年5期
关键词:壳聚糖
洪华驰,刘 健,甘礼惠,龙敏南
(厦门大学能源学院,福建 厦门 361102)
超级电容器作为电能行业中一种非常有潜力的能量存储单元,因具有循环寿命长、充电和放电过程快速、功率密度高和维护成本低的特点而受到关注,已广泛应用于电动汽车、医疗设备、电子设备和叉车等机械设备[1-3].多孔碳是构成超级电容器的常见电极材料,包括碳纳米管[4]、中孔碳[5]、活性炭[6]和石墨碳[7]等.在各种碳材料中,活性炭由于具有良好的导电性和电化学稳定性,已经被证明是双电层超级电容器(EDLC)中最具吸引力的电极材料.在各种活性炭的前驱体中,生物质材料由于其价格低廉、环境友好的特点而具有非常大的发展潜力.生物质前驱体的选择是影响活性炭性能的关键因素之一,可以通过对生物质前驱体进行元素掺杂,得到性能更优异的超级电容器电极材料.
壳聚糖是一种可再生、含量丰富的类似于纤维素的高分子生物材料,含有丰富的氮元素,适用于制备具有氮元素掺杂的碳材料.天然多糖甲壳素脱去部分乙酰基后可以得到不同脱乙酰度的壳聚糖;而壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团的反应活性更强,使其具有优异的生物学功能,并能进行化学修饰反应.因此,壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料.由于壳聚糖具有类似于纤维素的复杂空间结构,以其为原料来获得高比表面积的活性……
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