《表2 菌糠和JA-4样品的表面元素组成》

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《菌糠基活性炭的制备及其电化学性能研究》

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为了得到MACs的表面化学组成，利用XPS对菌糠和JA-4进行了表征，并通过拟合计算得出了其表面元素含量，结果如图3及表2所示。图3（a）为菌糠和JA-4的宽谱，样品均在结合能为284.6eV与533eV处出现两个明显的峰，分别对应C1s峰和O1s峰，菌糠作为栽培食用菌后的残余废料，富含粗蛋白质、粗脂肪和糖类等物质，因此其表面含有丰富的含氧官能团。分析表2数据可知，经碳化和CO2活化后，JA-4材料表面的含氧官能团，如脂肪醇、酸和酯等发生分解，以CO、CO2、H2O等小分子形式被脱除，形成更多的孔隙结构，导致JA-4表面的氧质量分数占比下降，但依然存在12.98%的氧[11]。此外，在结合能为400.3eV处还存在一个微弱的N1s峰。丰富的O1s官能团提高了材料的表面润湿性，使得电解液离子更容易吸附于材料表面，但同时也增大了材料内阻，且导致了赝电容的产生。图3(b）和（d）为菌糠和JA-4的C1s分峰图谱，均有三个C1s分峰，分别是284.6eV处的石墨及芳烃型碳，286.1eV处的醇及酚或醚型碳以及287.6eV处的羰基型碳。图3（c）和（e）为菌糠和JA-4的N1s分峰图，菌糠有两个N1s分峰，分别为399.4eV处的氨基或亚氨基型氮和400.3eV处的吡咯型氮，而JA-4仅存在400.3eV处的吡咯型氮，含氮官能团可以给材料提供赝电容，同时，吡咯型氮具有给电子的特征，能够提高电解液离子的迁移率，且可以提高电极的表面润湿效果[12-13]。