能源减少和环境恶化是巨大的全球性问题，而生物质废物是能源和材料生产的未充分利用的材料来源。为了应对这些挑战，本文通过简单且可扩展的策略合成了灵芝衍生多孔碳纳米管（ST-DDLGC）的自模板煎渣。由于前体的交错管状结构和管壁上的超层次多孔结构，ST-DDLGCs表现出大表面积（1731.51 m² g^-1 ）和高孔体积（0.76 cm³ g^-1 ）。在 ST-DDLGC/PMS 系统中，卡培他滨 (CAP) 的降解效率在 120 分钟内达到约 97.3%。此外，ST-DDLGCs在3-9的宽pH范围内表现出高催化活性，并对废水和天然水体中这些典型且普遍存在的阴离子（即H₂PO₄^-、NO₃^-、Cl^-和HCO₃^-）具有很强的抗干扰性。 ），其中识别出 ¹O₂ 主导的氧化并推断出非自由基机制。此外，基于ST-DDLGC的硬币型对称超级电容器表现出出色的电化学性能，在0.5 A g ^-1 时比电容高达328.1 F g^-1 ，在该电流密度下循环10,000次后循环稳定性高达98.6 % 2 A g^-1。 ST-DDLGCs 的优越性能可归因于独特的多孔管状结构，该结构促进传质并呈现出众多的活性位点。结果表明 ST-DDLGC 是构建廉价且先进的环保功能材料和储能设备的潜在候选者。
 
Fig 1. 灵芝多孔碳纳米管自模板多孔碳纳米管（ST-DDLGCs）的制备及应用示意图。
 
Fig 2. ST-DDLGC₀ (a)、ST-DDLGC₂ (b) 和 ST-DDLGC₃ (c) 的 SEM 图像，以及 ST-DDLGC₂ (d, e, g, h) 和 ST-DDLGC₃ (f, i) 的 TEM 图像不同的放大倍数。
 
Fig 3. ST-DDLGC₂和ST-DDLGC₃样品的(a)氮气吸附-解吸等温线，(b)孔径分布曲线，(c)X射线衍射(XRD)图和(d)拉曼光谱。
 
Fig 4. 使用 6 M KOH 的双电极系统中的电化学性能。 (a) ST-DDLGC₂ 和 ST-DDLGC₃ 的 EIS 曲线。 (b) ST-DDLGC₃ 的 GCD 曲线。(c) ST-DDLGC₃ 的 CV 诅咒。 （d）ST-DDLGC₂和ST-DDLGC₃的比电容（插图显示由纽扣型超级电容器供电的发光二极管）。 (e) ST-DDLGC₂ 和 ST-DDLGC₃ 的拉贡图。 (f) ST-DDLGC₃ 的循环稳定性和库伦效率。
 
Fig 5. (a) 不同系统中 CAP 的去除，(b) 多种共存阴离子存在下 CAP 降解的动力学，(c) 初始 pH 对 CAP 降解的影响，以及 (d) ST-DDLGC₂ 在 CAP PMS 激活中的循环测试降解。 [[Catalyst] = 0.5 g L^-1 、[PMS] = 1.0 mM、[CAP] = 50 mM、[H₂PO₄^- ] = [NO₃^- ] = [Cl^- ] = [HCO₃^- ] = 10 mM、中性 pH、室内温度。
 
Fig 6. (a) ST-DDLGC₂/PMS 系统中 CAP 的拟议降解途径，以及根据生态结构-活性关系 (ECOSAR) 的 CAP 及其中间体的 (b) 急性毒性和 (c) 慢性毒性。
 
Fig 7. (a) I-t 曲线，(b) 不同清除剂存在下的 CAP 降解过程，(c) DMPO-SO₄^·-/^·OH、DMPO-O₂^·- 和 TEMPO-¹O₂ 的 EPR 谱图，(d) ST-DDLGCs 激活 PMS 导致 CAP 降解的机制。
 
      相关研究工作由中山大学Kai Yan和东莞理工学院Anqi Wang课题组于2023年联合在线发表在《Green Energy & Environment》期刊上，Self-templating synthesis of biomass-based porous carbon nanotubes for energy storage and catalytic degradation applications，原文链接：https://doi.org/10.1016/j.gee.2023.10.005

转自《石墨烯研究》公众号

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