Sustainable production of nano α-Fe2O3/N-doped biochar hybrid nanosheets for supercapacitors

文献情報

出版日 2020-06-15
DOI 10.1039/D0SE00627K
インパクトファクター 6.367
著者

Panyu Li, Hongyang Xie, Xuqian Wang, Yi Xie, Yabo Wang, Yongkui Zhang


原文を見る

要旨

Transition metal oxide (TMO)/carbon hybrid materials have shown great potential in energy storage applications. However, their facile, environmentally friendly, cost-efficient and scalable production still remains a challenge. Herein, two-dimensional nano α-Fe2O3/N-doped biochar hybrid nanosheets (α-Fe2O3/NBCS) derived from biomass waste were successfully fabricated via a molten salt route. The molten salt would hinder the decomposition of the carbon framework so that the direct one-step fabrication of an iron oxide/biochar hybrid in an air atmosphere at high temperature could be achieved. The introduction of biomass waste could reduce the crystallite size of α-Fe2O3, and the O2 in air could facilitate the formation of α-Fe2O3, while Fe3O4 was obtained in Ar due to the presence of reducing power of biomass carbon. Compared to the pure α-Fe2O3 sample, the hybrid material showed a much-improved electrochemical performance because of the synergistic effect of α-Fe2O3 and N-doped biochar nanosheets. When applied as the negative electrode material, it exhibited a high specific capacitance of 452.3 F g−1 at 2 A g−1 with a good rate capability in a three-electrode system, and a satisfactory energy density of 17.9 W h kg−1 was obtained in an asymmetric supercapacitor with a fungal manganese oxide-based positive electrode. The satisfactory results suggested that the fabricated α-Fe2O3/NBCS could be a candidate of negative electrode materials for supercapacitor applications. Overall, this work provides an environmentally friendly and cost-efficient route to synthesize TMO/carbon hybrid materials with a simplified synthetic procedure for large-scale production accompanied by the high value-added conversion of biomass waste.

関連文献

Shape transition of water-in-CO2 reverse micelles controlled by the surfactant midpiece

Muhan Wang, Junfeng Wang, Timing Fang, Youguo Yan, Zhiyuan Wang, Jun Zhang

2018-05-19 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01844H

On the hydrogen evolution reaction activity of graphene–hBN van der Waals heterostructures

Sumit Bawari, Nisheal M. Kaley, Shubhadeep Pal, Thazhe Veettil Vineesh, Shamasree Ghosh, Jagannath Mondal, Tharangattu N. Narayanan

2018-03-13 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01020J

Electrocatalytic studies on imidazolium based ionic liquids: defining experimental conditions

Miguel A. Montiel, José Solla-Gullón, Vicente Montiel, Carlos M. Sánchez-Sánchez

2018-06-22 Paper

DOI: 10.1039/C8CP02662A

Single entity electrocatalysis: oxygen reduction mediated via methyl viologen doped Nafion nanoparticles

Lifu Chen, Chuhong Lin, Richard G. Compton

2018-05-23 Paper

DOI: 10.1039/C8CP02311E

Electrical property and Schottky behavior of a flexible Schiff-base compound: X-ray structure and stabilization of 1D water chain

Basudeb Dutta, Joydeep Datta, Suvendu Maity, Chittaranjan Sinha, Di Sun, Partha Pratim Ray, Mohammad Hedayetullah Mir

2018-09-03 Paper

DOI: 10.1039/C8CP04569K

Anchoring of carboxyl-functionalized porphyrins on MgO, TiO2, and Co3O4 nanoparticles

Fabian Kollhoff, Johannes Schneider, Gao Li, Sami Barkaoui, Wenjie Shen, Thomas Berger, Oliver Diwald

2018-09-11 Paper

DOI: 10.1039/C8CP04873H

Bi2Se3 topological insulator at the 2D-limit: role of halide-doping on Dirac point

Salma Khatun, Hrishikesh Bhunia, Amlan J. Pal

2018-06-08 Paper

DOI: 10.1039/C8CP02604A

A theoretical insight into a feasible strategy for the fabrication of borophane

Gangqiang Qin, Aijun Du, Qiao Sun

2018-05-17 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01407H

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarはどのように保存すればよいですか?

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarは、冷暗所で、直射日光を避け、密栓の容器に保存し、遠隔場所に保管してください。温度は常温(0〜2...

149506-25-24'-Bromo-biphenyl-3-...
化合物よくある質問

間甲苯乙腈とは何ですか?

間甲苯乙腈はCAS番号2947-60-6の有機化合物で、化学式はC9H11CNです。この物質は液体で、芳族性と氰基の特性を有しています。

2947-60-6(3-Methylphenyl)acet...
化合物よくある質問

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩とは何ですか?

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩は、CAS番号58928-82-8を有する化合物で、構造式はC11H14N2HClです。これは塩基性化合物であり、水に溶けやす...

58928-82-8(2-Isopropylphenyl)h...
化合物よくある質問

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンは取り扱いに注意が必要です。PPEとして防塵マスク、ゴーグル、手袋を使用し、ドラフトチャンバーを...

98554-00-85-(4-Chlorophenyl)-1...
化合物よくある質問

去甲基雷贝拉唑硫醚はどのように合成されますか?

去甲基雷贝拉唑硫醚は、ベンジミダゾール硫化物と3-メチル-4-ピリジノールの反応によって合成されます。具体的には、2-チオキシドベンジミダゾールと3-メチル-4...

117976-91-73-({2-[(1H-Benzimida...
化合物よくある質問

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは安全ですか?

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは、毒性や刺激性の実験データに基づき、適切な取扱いと防護措置を講じることで安全に使用できます。...

923722-86-52-Bromo-5-fluoro-N-(...
化合物よくある質問

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚の物理化学的性質は何ですか?

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚のCAS番号は86259-89-4です。この化合物は無色の液体で、分子量は約724.8です。高濃度では溶血性が報告されており...

86259-89-42-(2-{2-[2-(Tetrahyd...
化合物よくある質問

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環はどのように保存すればよいですか?

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環は、室温で暗い場所に保管し、直射日光から遠ざけ、容器は密閉状態で保存してくだ...

445303-65-12-[3-(difluoromethyl...
化合物よくある質問

6-アミノ-5-クロロ-2-シクロプロピルピリミジンカルボン酸の代替品はありますか?

この化合物の代替品には、ピロリミジン酸やその類似物、またピロリミジンカルボン酸の他の異性体があります。これらの代替品は、特定の化学反応や目的に応じて選択すること...

858956-08-86-Amino-5-chloro-2-c...
化合物よくある質問

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンに適用される法規ガイドラインは何ですか?

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンはCAS番号379228-45-2に該当します。この化合物はGHS分類でH314(接触により急性毒性がある)と...

379228-45-25-Chloro-1,3-benzodi...
免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。