《殼聚糖基含N碳氣凝膠的製備、結構與性能調控》是依託華南理工大學，由鐘林新擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：殼聚糖基含N碳氣凝膠的製備、結構與性能調控
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鐘林新
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
含N碳材料具有更優異的吸附性能、導電性、電化學性能、催化性能等，在水處理、CO2吸附、電池與超級電容器、催化等領域具有巨大的套用前景。以廉價、可再生、環境友好、豐富的生物質殼聚糖為C源和N源合成低成本、高性能含N碳材料是替代石化基含N碳材料的理想途徑，是可持續的新型碳材料。本項目針對目前殼聚糖基含N碳材料結構與性能調控問題，提出以殼聚糖氣凝膠為前驅體合成具有分級孔隙結構的含N碳氣凝膠，從殼聚糖氣凝膠的微觀孔隙結構、碳化條件、催化、活化處理等方面深入研究此類含N碳氣凝膠理化結構與超級電容性能的影響與調控途徑，並對碳化過程N固留行為和調控途徑進行探討，闡明相關規律與機制。項目的開展及預期成果的獲得不僅可解決殼聚糖基含N碳氣凝膠結構調控與性能提高問題，獲得高性能新型含N碳材料，而且為可持續發展的生物質基高性能含N碳材料的合成、套用提供新思路與有效途徑。
結題摘要
本項目以生物質N源為前驅體，採用溶解-凝膠、冷凍乾燥、模板法等方法製備合成了具有分級孔隙結構的碳氣凝膠，從碳氣凝膠的微觀孔隙結構、碳化條件、催化、活化等方面系統研究了此類碳氣凝膠理化結構與超級電容性能、機械性能、感測性能的影響與調控途徑，並闡明相關規律與機制。進一步以製備的碳氣凝膠為多孔載體、結構單元構建了高性能的複合電極材料與柔性電極材料。製備的碳氣凝膠的比電容高達373 F g-1，能量密度達22.2 Wh kg-1，且具有良好的循環穩定性。製備的可壓縮彈性碳氣凝膠具有高壓縮性（95%）、超彈性，穩定的應變電流回響和抗疲勞性。尤其是，材料具有超高靈敏度，達103.5 kPa-1，且0-18 kPa範圍保持良好的寬線性靈敏度，實現了在寬壓力範圍對壓力的準確檢測。研究成果發表SCI研究論文10篇，其中影響因子高於5.0 的論文7篇，最高影響因子21.950；申請國家專利4 件。研究成果為碳氣凝膠的製備與套用提供了有效新技術與新理論，得到國內外同行的高度評價，SCI它引150多次，1篇論文入選高被引論文。
