| 木糖-软模板水热法制备硼掺杂分级多孔炭球及其电化学性能 |
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| 引用本文： | 徐州,刘宇轩,徐成凤,呼延梓涵,罗沙,李伟,刘守新.木糖-软模板水热法制备硼掺杂分级多孔炭球及其电化学性能[J].无机化学学报,2022,38(10):2006-2018. |
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| 作者姓名： | 徐州 刘宇轩 徐成凤 呼延梓涵 罗沙 李伟 刘守新 |
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| 作者单位： | 东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室, 哈尔滨 150040 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.31890773，31971601）和东北林业大学大学生国家级创新训练计划项目（No.202210225234）资助 |
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| 摘 要： | 以D-木糖为炭源，月桂酸钠为模板剂，硼酸为掺杂剂，通过水热炭化方法制得硼掺杂分级多孔炭球（BPCS）。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、N2吸附-脱附测试、X射线光电子能谱（XPS）、顺磁共振波谱（EPR）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、X射线粉末衍射（XRD）、热重（TG）分析对样品进行表征。结果表明：月桂酸钠作为介孔造孔剂的同时，通过与D-木糖间的氢键作用使有机-有机自组装过程自发进行并形成窄尺寸分布（2~5 μm）规整炭球；硼酸在水热中催化炭源脱水降解，并以BC3、BCO2和BC2O的形式掺杂在炭球上，掺硼后炭球与水表面接触角降低，润湿性提高。经CO2活化、月桂酸钠高温分解以及胶质炭球的堆积分别产生微孔（0.5~1.2 nm）、介孔（3.14~35.00 nm）和大孔（60~146 nm）并形成分级结构。当硼酸加入量为0.927 5 g时多孔炭球（BPCS-1）的电化学性能最佳，在6 mol·L-1 KOH三电极体系中电流密度为0.5 A·g-1时，比电容达287.12 F·g-1；两电极体系中电流密度为0.5 A·g-1时比电容达151.34 F·g-1，能量密度达5.3 Wh·kg-1；电流密度为5 A·g-1时进行1 000次充放电循环，电容保持率仍达96.43%。
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| 关 键 词： | 木糖 水热 软模板 硼掺杂 分级结构 多孔炭球 |
| 收稿时间： | 2022/3/25 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/7/13 0:00:00 |
B-Doped Hierarchical Porous Carbon Spheres Prepared by Xylose-Soft Template Hydrothermal Strategy for Enhancing Electrochemical Property |
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| XU Zhou,LIU Yu-Xuan,XU Cheng-Feng,HUYAN Zi-Han,LUO Sh,LI Wei,LIU Shou-Xin.B-Doped Hierarchical Porous Carbon Spheres Prepared by Xylose-Soft Template Hydrothermal Strategy for Enhancing Electrochemical Property[J].Chinese Journal of Inorganic Chemistry,2022,38(10):2006-2018. |
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| Authors: | XU Zhou LIU Yu-Xuan XU Cheng-Feng HUYAN Zi-Han LUO Sh LI Wei LIU Shou-Xin |
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| Institution: | Key Laboratory of Bio-based Material Science & Technology of Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | xylose hydrothermal soft template boron doping hierarchical structure porous carbon spheres |
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