酶解木质基分级多孔碳的制备及其电化学性能

摘要

【目的】利用酶解技术调控木质碳分级多孔结构，以制备具有优异电化学性能的碳材料，进而拓展多孔生物质碳材料的应用范围。【方法】采用亚氯酸钠和纤维素酶酶解椴木，经高温碳化制备分级多孔碳材料。通过表征分级多孔碳的微观形貌、比表面积、孔隙结构、石墨化程度、表面元素和官能团，揭示纤维素酶用量和酶解时间对其微观结构及电化学性能的影响。【结果】酶解后椴木内部呈现出丰富的微孔/介孔结构，形成了分级多孔结构。多孔碳的比表面积随纤维素酶用量和酶解时间的增加而增大，无序度提高。当纤维素酶用量200 mg、酶解时间48 h时，比表面积达到978.925 m²/g，平均孔径达到2.285 nm；在0.1 A/g的电流密度下，质量比电容为300.8 F/g，等效串联电阻为0.47Ω。【结论】本研究制备的酶解木质基分级多孔碳具有出色的电化学性能、分级孔隙结构，因此具有广泛的应用前景。

关键词

多孔碳 / 生物质 / 孔隙结构 / 电化学 / 木质碳 / 纤维素酶

基金资助

广西壮族自治区林业科技推广示范项目（2024GXLK23）