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Phosphoric acid-assisted Pretreatment Strategy for the Rational Synthesis of Lignin-derived Hierarchical Porous Carbon Toward High-performance Supercapacitors

引用

Paper And Biomaterials 2020年第1期5卷 43-53页

作者： Xiuwen Mei Jia Liu Feng Peng Runcang Sun Beijing Key Laboratory of Lignocellulosic Chemistry Beijing Forestry UniversityBeijing100083China Center for Lignocellulose Science and Engineering Liaoning Key Laboratory Pulp and Paper EngineeringDalian Polytechnic UniversityDalianLiaoning Province116034China

In this article, a facile two-step activation method, coupled with phosphoric acid(H3PO4)-assisted pretreatment and followed KOH activation,was reported for constructing hierarchical porous carbon(HPC) materials derived from lignin. The introduction of H3PO4, cross-linked with lignin sources generated phosphate(and/or polyphosphate) ester groups throughout the lignin structure, which endowed the pre-activated intermediate char(IC)with a hierarchical porous structure. Such phosphate esters contributed to the multi-scale pore structure within the pre-activated IC, which was beneficial for the uniform distribution and impregnation of subsequent KOH activators,thus leading to the formation of HPC materials. The as-prepared HPC exhibited a large specific surface area(SSA) of 1345.1 m^2/g, which ensures the accessibility of the ion diffusion pathways. The supercapacitors integrated with HPC delivered a high specific capacitance of 241 F/g(in a threeelectrode system) and outstanding rate capability with an 80.9% capacitance retention from 0.5 A/g to an ultra-high current density of 50 A/g.

关键词： lignin phosphoric acid-assisted pretreatment two-step activation hierarchical porous carbon supercapacitors electrochemical performance

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