近日,高分子系杜建忠教授课题组在国际知名期刊J. Mater. Chem. A上发表了一篇题为“Template-free fabrication of nitrogen-doped hollow carbon spheres for high-performance supercapacitors based on a scalable homopolymer vesicle”的学术论文。该期刊是国际能源与环境领域知名期刊之一,其最新影响因子为8.26。
      传统高分子囊泡一般采用自组装技术制备,需要通过可控聚合制备聚合物,目前还难以进行大规模生产。该论文提出利用一步法合成两亲性均聚物聚酰胺酸(PAA),并在反应结束后直接组装为囊泡,过程十分简便,具有大规模生产的潜力。
      该论文还提出利用均聚物囊泡作为碳源,在惰性气氛中煅烧得到空心纳米碳球,并可对其氮含量与介孔结构进行精确控制。该空心碳球作为超级电容器的活性电极使用时表现出优异的电化学性能。
      以均聚物囊泡作为碳源避免了传统的模板法制备空心纳米碳球的繁杂步骤与环境问题,实现了高原子经济性与环境友好的目标。空心纳米碳球在充放电的过程中具有很高的稳定性,保证了超级电容器优异的倍率性能与循环性能。
      可大规模制备的聚合物囊泡为制备空心纳米碳球提供了一条新思路,并可将其应用拓展到多个领域。

 

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