双模板-水热炭化制备马蹄形中空多孔炭及其电化学性能
双模板-水热炭化制备马蹄形中空多孔炭及其电化学性能
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DOI：
10.15541/jim20220711
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
刘守新
中科院分区：
文献类型：
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作者：
徐州;刘宇轩;池俊霖;张婷婷;王姝越;李伟;马春慧;罗沙;刘守新
以木糖为碳源,利用嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)/十二烷基硫酸钠(SDS)混合乳液构筑微反应器,水热炭化制备马蹄形中空多孔炭。研究表明木糖在微反应器与溶液界面发生水热反应,160 ℃水热条件下P123的亲水聚环氧乙烷嵌段(PEO)亲水性下降并向乳液内部增溶,使乳液逐渐润胀和破裂。P123/SDS质量比会影响微反应器的完整度,而水热时间可以调控微反应器的开口角度和空腔直径。开放性空腔能储存更多电荷和离子并缩短传输距离,使多孔炭的比电容和能量密度增大且与空腔直径呈正相关关系。当P123/SDS质量比为1.25:1、水热时间为12 h时,马蹄形中空多孔炭的开口角度(63°)和空腔直径(80 nm)最大、电化学性能最佳,在6 mol·L~(-1) KOH三电极体系中电流密度1 A·g~(-1)时比电容达292 F·g~(-1);在两电极体系中电流密度0.2 A·g~(-1)时比电容达185 F·g~(-1),能量密度达6.44 Wh·kg~(-1);电流密度5 A·g~(-1)时5000次充放电循环后电容保持率达94.83%。