Hierarchical Porous Carbon Spheres from Low-Density Polyethylene for High-Performance Supercapacitors

碳化 超级电容器 材料科学 碳纤维 氢氧化钾 化学工程 低密度聚乙烯 比表面积 聚乙烯 碳纳米管 多孔性 功率密度 电解质 纳米技术 电化学 有机化学 复合材料 电极 化学 催化作用 扫描电子显微镜 量子力学 物理化学 功率(物理) 工程类 物理 复合数
作者
Hua Zhang,Xiaoli Zhou,Liming Shao,Fan Lü,Pinjing He
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:7 (4): 3801-3810 被引量:98
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.8b04539
摘要

Plastics are used extensively and provide great convenience in daily life. However, their stable and nonbiodegradable nature incurs challenging threats to the environment and ecosystems. It is essential that a sustainable method for plastic treatment and utilization be developed. We used low-density polyethylene (LDPE) as a precursor to synthesize a hierarchical porous carbon (HPC) through autogenic pressure carbonization followed by potassium hydroxide (KOH) activation. The noncatalytic carbonization in a closed system obtained 45% carbon residues from LDPE, which would not yield any carbon residues under normal pressure. The following KOH activation developed hierarchical porous structures in the carbon materials, which can be controlled by KOH dosage. The mechanism of carbonization and activation was proposed considering the nanostructure of carbon materials. The obtained HPC exhibited a micrometer-scale carbon sphere morphology with hierarchical pores, a large specific surface area of 3059 m2 g–1, and abundant surface functional groups. By acting as an electrode material for supercapacitors, the HPC displayed excellent electrochemical performance with a specific capacitance of 355 F g–1 at a current density of 0.2 A g–1 in 6 M KOH electrolyte, a high energy density of 9.81 W h kg–1 at a power density of 450 W kg–1, and an outstanding cycling stability. This research develops a sustainable way for plastic waste utilization and a green approach for HPC synthesis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
guo完成签到 ,获得积分10
5秒前
88发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
daiyue完成签到 ,获得积分10
9秒前
ontheway发布了新的文献求助10
12秒前
小林完成签到,获得积分10
12秒前
Chen完成签到,获得积分10
14秒前
ontheway完成签到,获得积分10
18秒前
研友_nV2ROn完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
留胡子的飞鸟完成签到 ,获得积分10
22秒前
饼子完成签到,获得积分10
23秒前
黑化小狗完成签到 ,获得积分10
25秒前
善学以致用应助春天采纳,获得10
25秒前
29秒前
32秒前
科研通AI6.3应助111采纳,获得10
33秒前
可爱的香岚完成签到 ,获得积分10
35秒前
39秒前
88完成签到,获得积分10
40秒前
zzcres完成签到,获得积分10
43秒前
鱼羊明完成签到 ,获得积分10
43秒前
GQ发布了新的文献求助10
45秒前
46秒前
Semy应助88采纳,获得20
47秒前
47秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6349688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8164536
关于积分的说明 17179129
捐赠科研通 5406001
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862330
邀请新用户注册赠送积分活动 1839973
关于科研通互助平台的介绍 1689190