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成果简介
安徽工业大学Huan Liu等研究人员在《Journal of Alloys and Compounds》期刊发表名为“Biomass-derived CaO in situ catalyzing approach towards hierarchical porous graphene nanosheets for high-rate performance supercapacitors”的论文，研究以荷为原料，在不使用任何化学或物理试剂的情况下，采用CaO原位自催化制备分层多孔石墨烯。
生物质中固有的含Ca物质在热解过程中首先转化为CaCO 3，然后分解为CaO，嵌入的CaO作为原位模板和催化剂生成分级结构和石墨结构。由此产生的石墨烯表现出 3D 结构层次，具有微观尺寸的面内空位、中等尺寸的通道和宏观尺寸的腔体，有助于快速电荷转移、短离子扩散路径和坚固的框架。它已被证明是一种高倍率性能的超级电容器电极（不添加任何导电剂）具有出色的倍率能力（1 至 20 A/g 的保留率为 85.3%）和 3000 mV/s 的高扫描速率。在 20 A/g 下进行 10,000 次充放电循环后，没有观察到明显的劣化（98.2% 的电容保持率）。利用生物质独特的自然特性，首次通过一步热解法合成纳米结构石墨烯，为绿色、简便地制备用于储能的3D石墨烯开辟了新的视角。
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图文导读
图1。合成后 HPG 的显微形态和微观结构不同热解温度下合成后 HPG 的 SEM 图像。
图2。不同放大倍数下未经酸洗的HPG-1000的TEM图像（a，b）和HRTEM图像（c，d）。
图3。(a) XRD 图案，(b) 拉曼光谱，(c) 氮吸收/解吸等温线和 (d) HPGs 材料的孔径分布。
图 4。HPG的电化学性能
图5。在使用 6M KOH作为电解质的双电极系统中测量的HPG-1000的电化学性能
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小结
总之，本研究提出一种新颖、绿色和高效的CaO原位催化策略，用于合成具有结构层次结构的3D石墨烯，旨在实现高性能的储能应用。利用生物质的先天特征，通过一步热解方法开发具有 3D 结构层次的纳米级石墨烯开辟了新的视野。
文献：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161127
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