成果简介
碳材料的比表面积和孔隙结构对其电化学性能有很大影响。然而，具有由微孔、中孔和大孔组成的均匀孔隙结构的碳材料表现出更好的电容性能。本文，中国石油大学（华东）陈坤、郭爱军教授等在《NJC》期刊发表名为“Preparation of high-performance supercapacitors from waste polyurethane-based hierarchical porous carbon”的论文，研究以废聚氨酯（WPU）泡沫板为原料。通过氧化镁模板共碳化和KOH活化制备了聚氨酯基分层多孔（微孔-中孔-大孔）碳材料。
通过改变醋酸镁模板的用量和KOH的活化温度，优化了分层多孔碳的比表面积和孔隙结构。对分层多孔碳材料的结构和组成进行了表征，并对其超级电容器性能进行了测试。结果显示，分层多孔碳材料（PUHPC-700）具有均匀的孔径分布。此外，PUHPC-700表现出优异的超级电容器性能，其比电容可以达到310Fg-1（0.5A g-1）。这项工作为解决废旧聚氨酯的复杂问题提供了一个策略，将其应用于超级电容器的生产，在环境保护方面发挥了双重作用。
图文导读
图1、样品的 SEM 图像。
图2、 N2多级多孔碳的吸附-解吸曲线及孔径分布图.
图3、 （a） XRD曲线和（b）拉曼曲线。
图4 、（a） 所有样品的XPS光谱;（b） 不含KOH的样品的N1s光谱;（c） PUHPC-700的N1s光谱;（d）样品中不同类型的氮含量组成。
图5（a）所有样品的CV曲线（20 mV s-1）；（b）PUHPC-700样品在1-50 mV s-1的CV曲线；（c）所有样品的GCD曲线（0.2 A g-1）；（d）PUHPC-700样品在0.5-20 A g-1的GCD曲线；（e）所有样品在0.5-20 A g-1曲线的比电容变化；（f）所有样品的EIS图。
小结
在这项研究中，以废旧聚氨酯塑料为原料，通过氧化镁模板碳化和KOH活化策略制备聚氨酯基分层多孔碳材料。通过控制氧化镁模板剂的添加量和KOH活化温度，可以调整多孔碳材料的结构性能。在所有的样品中，PUHPC-700显示出最佳的超级电容器性能。与单一的KOH活性样品相比，用MgO模板碳化后得到的分层多孔碳材料表现出更好的电化学性能。这是因为中孔的引入有效地增强了比电容，提高了材料的速率能力，并降低了电荷传输电阻。结果表明，本研究制备的多孔碳材料PUHPC-700在实际应用中具有很大潜力。
文献：
DOI：https://doi.org/10.1039/D2NJ04895G
