本文要点：

Palmspathe衍生的分级N掺杂碳纳米片可用作锂离子存储和超级电容器应用的成本有效且可持续的电极材料。

成果简介：

在本研究中，含有干燥棕榈花苞通过简易/可扩展且低成本的KOH工艺，制备出高比表面积和相互连接的分层孔结构N掺杂碳纳米片（NCNS）。前几年已经研究过几种生物质来源来制备碳材料，但本报告的特别在于直接从棕榈苞生物质中制备石墨烯类2D碳纳米片，Hummer法制备石墨烯不同。对所得的N掺杂碳纳米片（NCNS）进行了锂离子电池（LIB）和超级电容器（SC）检测，并对其电化学性能进行了详细的研究和讨论。

图文导读：

方案1与图1说明了通过碳化从干燥棕榈苞生物质中获得含N碳纳米片（NCNS）的方案，然后进行KOH活化。棕榈废物基本上由纤维素，木质纤维素，淀粉，蛋白质，多糖等组成，它们能够产生具有微晶区域的软碳和硬碳。

图1.（a）制备的NCNS碳的粉末X射线衍射图和（b）合成的NCNS碳的拉曼光谱

图2.（a，b）低放大倍率和高放大率下NCNS碳的FESEM显微照片

（c，d）低放大率和高放大倍率下的HRTEM显微照片

图3.（a）在77K测量的NCNS的N2吸附-解吸等温线和相应的孔径分布曲线显示在插图和（b）合成的NCNS的FTIR光谱中。

图4.NCNS的XPS光谱：（a）测量扫描，（b）C1s信号，（c）O1s信号和（d）N1s信号

图5.LIB性能的研究：

（a）NCNS的扫描速率为0.2mVs-1，电位范围为0.01-3.0V时的CV曲线，

（b）以0.1C速率记录的恒电流充放电曲线电位为0.01-3.0V，

（c）NCNS在0.1C速率下的循环寿命研究。

图6.超级电容器的评估：

（a）以不同扫描速率记录的NCNS的CV曲线，

（b）以不同电流密度记录的NCNS的电阻静电充放电曲线，

（c）显示特定电容和电流密度之间关系的曲线图，

（d）NCNS的Ragone图。

图7.对于超级电容器，电流密度为5A/g时，NCNS的循环寿命性能与库仑效率的关系图。

小结：

本文提出一种简易且循环的方法，用于直接从干棕榈花苞生物质大规模生产N掺杂二维碳纳米片（NCNS），用于涉及锂离子电池（LIB）和超级电容器（SC）的能源存储应用。通过XRD，FESEM和HRTEM表征表明形成石墨烯类碳纳米片。氮吸附等温线显示出非常高的表面积（m2g-1），孔体积（0.68cm3g-1）和中孔（4.2nm）。NCNS优异的电化学性能归因于高BET表面积，2D纳米片形态，分级孔结构和由于N-掺杂导致的良好电子传导性。可用作锂离子电池，超级电容器，光催化和其他转换装置领域中的能源存储应用的潜在电极材料

参考文献：

PalmSpatheDerivedN-DopedCarbonNanosheetsasaHighPerformanceElectrodeforLi-IonBatteriesandSupercapacitors

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