自模板法合成生物质基多孔碳纳米管及其在储能和催化降解领域的应用
作者单位：东莞理工学院生态环境工程技术研发中心
会议名称：《2023年有机固废处理与资源化利用大会》
会议日期：2023年
学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081702[工学-化学工艺] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070205[理学-凝聚态物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学]
关 键 词：灵芝药渣 多孔碳纳米管 自模板法 废水治理 超级电容器电极
摘 要：目前,全球面临能源匮乏和环境恶化两大问题,而生物质废弃物是一种未被充分开发的能源和材料前驱体。为了应对这些挑战,本研究提出了一种简单的、可扩大化的自模板法用于合成灵芝药渣基多孔碳纳米管（ST-DDLGC）。所得的材料ST-DDLGC具有较大的比表面积和较高的孔隙率,同时还很好的保留了灵芝药渣前驱体自身的中孔管状结构,并且在管壁面上产生了分级的多孔结构。一方面,在ST-DDLGC/PMS体系中,卡培他滨（capecitabine,CAP）在120分钟内可以被降解97.3%。而且,ST-DDLGC在pH值为3-9范围内均表现出很高的催化活性,对废水和天然水体中典型的、无处不在的阴离子（例如:HPO、NO、Cl和HCO）都具有很强的抗干扰性,降解过程是以O为主导的氧化过程。另一方面,ST-DDLGC基扣式超级电容器装置也具有优异的电化学性能,当电流密度为0.5 A g时,比电容高达328.6 F g。在2 A g-1的电流密度下,循环充放电1万圈后,超级电容器的循环稳定性高达98.6%。ST-DDLGC优异的电化学性能可以归因于其独特的多孔管状结构,这种结构有利于传质并且提供了更多的活性位点。这项工作表明,ST-DDLGC是构建价格低廉的环境功能材料和能源储存装置的潜在候选材料。