棉籽殼變身新型多孔碳材料

原本用于飼料和食用菌培養(yǎng)基的棉籽殼,經(jīng)過新疆科研人員施以妙手,變身為功能強(qiáng)大的氮摻雜多孔碳材料。

來自中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所的最新消息稱,由該所資源化學(xué)研究室張亞剛研究員帶領(lǐng)的精細(xì)化工工程中心團(tuán)隊(duì),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(fā)表在國際刊物《皇家化學(xué)學(xué)會(huì)進(jìn)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(xué)性能較高,而且具有一定的吸附性,在能源和環(huán)保領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

棉籽殼是棉籽經(jīng)過剝殼機(jī)分離后剩下的外殼。由于其纖維素含量較高,被廣泛用于牲畜飼料加工和養(yǎng)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(jìn)行碳化,工藝過程操作簡單、安全,且無需添加模板進(jìn)行后處理等步驟,可以制備成為各種形態(tài)的氮摻雜多孔碳材料。相對(duì)于傳統(tǒng)碳材料的制備方法,該方法在原料上成本低,原料成分穩(wěn)定均一,無需進(jìn)行復(fù)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(jí)電容器中顯示出優(yōu)異的性能,此外,氮摻雜多孔碳材料還具有優(yōu)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(chǔ)能領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(gè)研究熱點(diǎn)。張亞剛帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì),在國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下,以棉花為原材料,陸續(xù)制備出多種植物基碳材料,進(jìn)一步挖掘棉花的潛在價(jià)值,相關(guān)科研成果已經(jīng)申請(qǐng)多項(xiàng)國家發(fā)明專利并獲得授權(quán)。