中国科技网·科技日报讯（记者朱彤 通讯员梁乐）原本用于饲料和食用菌培养基的棉籽壳，经过新疆科研人员施以妙手，变身为功能强大的氮掺杂多孔碳材料。
1月6日来自中国科学院新疆理化技术研究所的消息称，由该所资源化学研究室张亚刚研究员带领的精细化工工程中心团队，选用棉籽壳为原料，成功制备出了氮掺杂多孔碳材料。这一研究成果近日在线发表在国际刊物《皇家化学会进展》上。这种以天然植物为原料制备而成的新型材料成本较低，电化学性能较高，而且具有一定的吸附性，在能源和环保领域有广阔的应用前景。棉籽壳是棉籽经过剥壳机分离后剩下的外壳。由于其纤维素含量较高，被广泛用于牲畜饲料加工和养殖食药用菌等。在新疆，棉籽产量达450-500万吨，棉籽壳资源来源广，资源量非常丰富。 张亚刚介绍，棉籽壳可直接进行碳化，工艺过程操作简单、安全，且无需添加模板进行后处理等步骤，可以制备成为各种形态的氮掺杂多孔碳材料。相对于传统碳材料的制备方法，该方法在原料上成本低，同时，原料成分稳定均一，无需进行复杂的成分分离，原料也无需干燥。
据实验测算，这种新型材料比表面积高，比表面积可达2500m2/g，氮含量可达7%。以这种氮掺杂多孔碳材料制备的电极材料，在超级电容器中显示出优异的性能，比电容可达320-340F/g（电流密度为0.5A/g），具有优异的电化学性性能和循环稳定性。此外，氮掺杂多孔碳材料还具有优异的染料吸附性能，可作为新型吸附和分离用功能材料。
功能型碳材料是以碳作为基本骨架的新型材料。这类材料具有发达的孔隙、高的比表面积、优良的耐热性能，孔径大小可调等优点，使其在催化、吸附、传感、分离以及储能领域有着广泛的应用。采用各种可再生资源为原料来制备新型碳材料，成为近年来的一个研究热点。 张亚刚带领的这支科研团队，在国家“千人计划”、国家自然科学基金等项目的支持下，近年来以棉花为原材料，陆续制备出多种植物基碳材料，进一步挖掘棉花的潜在价值，相关科研成果已经申请多项国家发明专利并获得授权。
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