DOI: 10.3390/polym13050676

生物炭是生物质（如玉米秸秆）在厌氧环境中水热液化产生的副产物。本研究旨在将生物炭转化为一种具有高附加值的碳纳米纤维垫产品。首先，采用同时静电纺丝和电喷雾制备了含生物炭的前体膜。在空气中热稳定并在氩气中碳化后，所制备的前体膜转变为具有机械柔性且坚固的碳纳米纤维垫。电化学结果表明，生物炭衍生的碳纳米纤维毡具有良好的倍率性能和较高的动力学性能，是一种很好的超级电容器电极材料。

图1.碳纳米纤维毡的制备示意图：（A）同时电纺（左）和电喷涂（右），（B）聚丙烯腈（PAN）/生物炭前体膜，（C）稳定膜和（四）碳纳米纤维毡。

图2.（A）前体PAN/生物炭纳米纤维膜（左），稳定膜（中间）和碳纳米纤维毡（右）的照片。（B）显示碳纳米纤维毡柔性的照片。

图3.（A）前体膜，（B）稳定膜和（C）所制备的碳纳米纤维毡的扫描电子显微镜（SEM）图像及其尺寸分布。（A）中的插图为生物炭颗粒的SEM图像。箭头指示包裹在纳米纤维膜/毡中的生物炭颗粒。

图4.所得碳纳米纤维毡的SEM和能量色散X射线分析（EDX）。

图5.PAN/生物炭纳米纤维毡的X射线衍射（XRD）图。

图6.（A）以5、10、20、30和50mV/s的扫描速率获取的碳纳米纤维毡电极的CV曲线，（B）在不同电流密度下电极的GCD曲线，（C）在不同电流密度下电极的比电容值，（D）CV/GCD测试前后电极的奈奎斯特图，（E）碳纳米纤维毡电极在5A/g下运行2000次的循环稳定性。