成果簡介
本文，浙江大學王樹榮教授團隊在《ChemElectroChem》期刊發表名為“Preparation of Nitrogen and Sulfur Co-doped and Interconnected Hierarchical Porous Biochar by Pyrolysis of Mantis Shrimp in CO2 Atmosphere for Symmetric Supercapacitors”的論文，研究以螳螂蝦殼為原料，CO2為活化劑，透過一步熱解活化製備多種N、O、S自摻雜生物質碳材料（MSCs）。
透過控制熱解溫度來調節碳材料的物理和化學性質。在這項研究中，MSCs 材料的最大比表面積 (SSA) 和孔體積分別為484.5 m 2 g -1和0.291cm 3 g -1在 700 °C 時達到。此外，在表徵試驗中發現，氮和硫等雜原子已成功引入碳微觀結構中。MSC-750含有高達9.46%的N和0.52%的S，雖然SSA只有431.6m2g-1 時，6MKOH對稱超級電容器在1Ag-1下的比電容在所有樣品中達到最大值 144.2Fg -1，這是由於其高含量的雜原子官能團產生的贗電容。
圖文導讀
圖1、(a)–(d) 分別為樣品 MSC-600、650、700 和 750 的 SEM 影象；(e) 和 (f) MSC-700 和 MSC-750 在高倍率下的形態學影象。
圖2、(a)–(b) MSC-750的TEM影象；(c)–(i) MSC-750選定區域的TEM-EDS影象。
圖3、(a) MSCs的拉曼光譜和 (b)XRD圖。
圖4、MSC的電化學效能
圖5、(a) 奈奎斯特曲線；(b) 比電容的虛部（C“，vs 頻率）；(c)-(f) 兩個串聯的硬幣型超級電容器分別用於點亮白色和紅色 LED。
小結
透過二氧化碳一步熱解活化螳螂蝦殼製備多元素共摻雜多孔生物質活性炭材料，並將其應用於對稱超級電容器。這些結果表明MSC-750是一種很有前景的超級電容器電極材料，為水產品的高附加值加工利用開闢了新途徑。
文獻：
https://doi.org/10.1002/celc.202101151
