2017年入選《麻省理工科技評論》35歲以下科技創(chuàng)新35人，效相2019年獲國家自然科學(xué)優(yōu)秀青年基金資助。圖文解讀：熱供圖1.木質(zhì)素基衍生硬碳的微觀形貌（a-d）未經(jīng)處理的、熱供噴霧干燥后的、預(yù)氧化后的、碳化后的木質(zhì)素衍生材料SEM圖（e-h）不同預(yù)氧化條件下得到的硬碳材料TEM圖與粒徑分析結(jié)果（i-l）不同預(yù)氧化條件下得到的硬碳材料的無定形結(jié)構(gòu)圖2.預(yù)氧化過程中木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)演變分析（a,b）預(yù)氧化過程中的TG-MS熱解行為分析（c）預(yù)氧化過程的原位紅外演變（d）預(yù)氧化過程的固態(tài)核磁表征（e-h,i-l）預(yù)氧化后木質(zhì)素基碳質(zhì)中間體的XPS高分辨C1s和O1s譜圖3.木質(zhì)素在預(yù)氧化及碳化過程中可能的演變機理圖4.木質(zhì)素基硬碳的微觀結(jié)構(gòu)分析（a,b）硬碳微晶結(jié)構(gòu)的XRD和Raman表征（c,d）硬碳材料的氮氣吸脫附等溫線及孔徑分布圖圖5.木質(zhì)素基硬碳材料的電化學(xué)性能（a,b）50mAg-1電流密度下的比容量與庫倫效率對比及各硬碳樣品的恒電流充放電曲線（c,d）硬碳樣品的倍率，循環(huán)性能對比（e,f）硬碳材料的CV和EIS分析小結(jié)：綜上所述，本文主要采用了低溫預(yù)氧化結(jié)合后碳化的技術(shù)策略，以木質(zhì)素為前驅(qū)體制備了硬碳材料，在預(yù)氧化過程中，主要發(fā)生的反應(yīng)為木質(zhì)素的本征結(jié)構(gòu)演變與氧的引入，通過調(diào)節(jié)預(yù)氧化溫度，可以保留大量的有利羰基，實現(xiàn)對木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的可控優(yōu)化，而在碳化過程中，主要發(fā)生的反應(yīng)是木質(zhì)素整體結(jié)構(gòu)中β-O-4鍵型的裂解與硬碳結(jié)構(gòu)的形成。兼任科院青促會會員、暖合中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事、IEC/TC113和SAC/TC279標(biāo)委會專家等職務(wù)。

氧的存在一方面增強了木質(zhì)素的本征結(jié)構(gòu)反應(yīng)，源管另一方面通過酯基的形式增強了木質(zhì)素分子間的交聯(lián)?；谀举|(zhì)素活躍的自由基反應(yīng)，理項通過調(diào)整預(yù)氧化溫度，理項可以獲得三種不同構(gòu)型，不同羰基含量的碳質(zhì)中間體，從而實現(xiàn)對木質(zhì)素基硬碳的微觀可控優(yōu)化，與直接碳化樣品相比，經(jīng)優(yōu)化后硬碳材料的鋰離子可逆比容量從347mAhg-1提升至584mAhg-1。

然而，目竣通過直接碳化的方式獲得的木質(zhì)素基硬碳材料由于相對較低的導(dǎo)電性和交聯(lián)度，以及較少的鋰離子存儲位點，并不能展現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能。

文獻(xiàn)鏈接：北京變蓄Pre-oxidationofligninprecursorsforhardcarbonanodewithboostedlithium-ionstoragecapacity.Carbon,2021,178(243-55.https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.03.016作者簡介:陳成猛，北京變蓄博士，研究員，中科院山西煤化所709課題組長，中科院炭材料重點實驗室副主任，中科院石墨烯工程實驗室副主任。80萬小時版權(quán)視頻，市首24小時專業(yè)運營，國內(nèi)院線95%版權(quán)覆蓋，海外院線100%版權(quán)覆蓋，造就業(yè)內(nèi)難以比擬的海量視頻內(nèi)容庫。

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