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,變身為功能強大的氮摻雜多孔碳材料。

來自中國科學院新疆理化技術(shù)研究所的最新消息稱,由該所資源化學研究室張亞剛研究員帶領的精細化工工程中心團隊,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《皇家化學學會進展》上。

這種以天然植物為原料制備而成的新型材料成本較低,電化學性能較高,而且具有一定的吸附性,在能源和環(huán)保領域有廣闊的應用前景。

棉籽殼是棉籽經(jīng)過剝殼機分離后剩下的外殼。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,棉籽殼可直接進行碳化,工藝過程操作簡單、安全,且無需添加模板進行后處理等步驟,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,無需進行復雜的成分分離。

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、分離以及儲能領域有著廣泛的應用,采用各種可再生資源為原料來制備新型碳材料,成為近年來的一個研究熱點。張亞剛帶領的科研團隊,在國家自然科學基金等項目的支持下,以棉花為原材料,陸續(xù)制備出多種植物基碳材料,進一步挖掘棉花的潛在價值,相關(guān)科研成果已經(jīng)申請多項國家發(fā)明專利并獲得授權(quán)。