Design of Fe3+-Rich, High-Conductivity Lignin Hydrogels for Supercapacitor and Sensor Applications

自愈水凝胶 木质素 超级电容器 化学工程 乙二醇 材料科学 电导率 缩水甘油醚 电解质 电容 高分子化学 化学 有机化学 电极 复合材料 环氧树脂 双酚A 物理化学 工程类
作者
Ajoy Kanti Mondal,Dezhong Xu,Shuai Wu,Qiuxia Zou,Fang Huang,Yonghao Ni
出处
期刊:Biomacromolecules [American Chemical Society]
卷期号:23 (3): 766-778 被引量:77
标识
DOI:10.1021/acs.biomac.1c01194
摘要

Preparation of natural polymer-based highly conductive hydrogels with tunable mechanical properties for applications in flexible electronics is still challenging. Herein, we report a facile method to prepare lignin-based Fe3+-rich, high-conductivity hydrogels via the following two-step process: (1) lignin hydrogels are prepared by cross-linking sulfonated lignin with poly(ethylene glycol) diglycidyl ether (PEGDGE) and (2) Fe3+ ions are impregnated into the lignin hydrogel by simply soaking in FeCl3. Benefiting from Fe3+ ion complexation with catechol groups and other functional groups in lignin, the resultant hydrogels exhibit unique properties, such as high conductivity (as high as 6.69 S·m-1) and excellent mechanical and hydrophobic properties. As a strain sensor, the as-prepared lignin hydrogel shows high sensitivity when detecting various human motions. With the flow of moist air, the Fe3+-rich lignin hydrogel generates an output voltage of 162.8 mV. The assembled supercapacitor of the hydrogel electrolyte demonstrates a high specific capacitance of 301.8 F·g-1, with a maximum energy density of 26.73 Wh·kg-1, a power density of 2.38 kW·kg-1, and a capacitance retention of 94.1% after 10 000 consecutive charge-discharge cycles. These results support the conclusion that lignin-based Fe3+-rich, high-conductivity hydrogels have promising applications in different fields, including sensors and supercapacitors, rendering a new platform for the value-added utilization of lignin.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
刚刚
1秒前
hans完成签到,获得积分20
1秒前
YouY0123发布了新的文献求助10
2秒前
烂漫的绫完成签到,获得积分20
2秒前
phil发布了新的文献求助10
2秒前
林夕水函发布了新的文献求助10
2秒前
安静台灯发布了新的文献求助10
2秒前
6688完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
乐乐应助研友采纳,获得10
3秒前
3秒前
Sophia发布了新的文献求助10
4秒前
way完成签到,获得积分10
4秒前
hans发布了新的文献求助10
4秒前
Hello应助王sir采纳,获得10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
6688发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
车梓银完成签到 ,获得积分10
7秒前
啊不然嘞发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
852应助gyh采纳,获得10
8秒前
fff完成签到,获得积分20
8秒前
上官若男应助光影采纳,获得10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
所所应助Sophia采纳,获得30
12秒前
火山羊发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
高挑的凤灵完成签到 ,获得积分10
13秒前
小蟹发布了新的文献求助10
13秒前
哈喽完成签到,获得积分10
13秒前
Lucas应助CoverSx采纳,获得10
14秒前
和谐以冬完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
慕荣晓英发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18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
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5786804
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5695899
关于积分的说明 15470615
捐赠科研通 4915507
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2645784
邀请新用户注册赠送积分活动 1593495
关于科研通互助平台的介绍 1547840