DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.11.107

近年来，餐厨垃圾的高价值化利用引起了人们对可持续发展的极大兴趣。针对电化学储能（ECES）的主要应用，以瓜子壳（MSS）和花生壳（PS）为原料，通过静电纺丝和碳化工艺可控制备了轻质木质素基碳纳米纤维（LCNFs），用于超级电容器。所制备的纤维材料在三电极体系中实现了533.7F/g的最佳比电容，在双电极体系中实现了69.7Wh/kg的能量密度和780W/Kg的功率密度。令人惊讶的是，LCNFs还具有优异的电磁吸收特性：在7.98GHz的吸收频率下，最小反射损耗（RL）值达到-37.2dB，有效频率（RL<10dB）为2.24GHz（6.88至9.12GHz），厚度为3.0mm。这些特性为多功能LCNFs在轻质超级电容器电极和电磁波吸收器中的应用奠定了基础。

图1.木质素的2D-HSQC光谱。（a）MSSL-180和（b）PSL-180。

图2.木质素的31P NMR定量谱。（a）31P NMR谱，（b）Alk-OH、Ar-OH和-COOH的总含量，（c）各种Ar-OH的含量。

图3.LCNFs的SEM图像和平均直径分布直方图。（a）LCNFs-MSSL-180-3:7，（b）LCNFs-MSSL-180-5:5，（c）LCNFs-MSSL-180-7:3，（d）LCNFs-PSL-180-7:3，（e）LCNFs-PSL-180-5:5，（f）LCNFs-PSL-180-3:7和（g）LCNFs-纯PAN。

图4.LCNFs的XRD谱。（a）XRD谱，（b）两个原子层之间的距离以及（c）晶体结构中的微晶尺寸。

图5.LCNFs的拉曼光谱。（a）拉曼光谱和（b）R值。

图6.LCNFs的XPS光谱。（a）所有表面元素，（b）C1s，（c）O1s和（d）N1s。

图7.LCNFs超级电容器的CV曲线。（a）LCNFs-MSSL-180-7:3，（b）LCNFs-PSL-180-7:3，（c）LCNFs-MSSL-180-5:5，（d）LCNFs-PSL-180-5:5，（e）LCNFs-MSSL-180-3:7和（f）LCNFs-PSL-180-3:7。

图8.LCNFs超级电容器的GCD曲线。（a）LCNFs-MSSL-180-7:3，（b）LCNFs-PSL-180-7:3，（c）LCNFs-MSSL-180-5:5，（d）LCNFs-PSL-180-5:5，（e）LCNFs-MSSL-180-3:7和（f）LCNFs-PSL-180-3:7。

图9.（a）LCNFs超级电容器的EIS曲线以及（b）LCNFs超级电容器在不同电流密度下的比电容。

图10.双电极系统中对称超级电容器的电化学性能。（a）和（c）不同工作电压窗口内于1mV/s扫描速率下的CV曲线，（b）和（d）不同工作电压窗口内于0.5A/g电流密度下的GCD曲线，（e）和（g）扫描速率为5-200mV/s时的CV曲线，（f）和（h）电流密度为1-10A/g时的GCD曲线，（i）和（k）对称超级电容器在不同电流密度下的比电容，（j）和（l）对称超级电容器的Ragone图。

图11.作为电磁波吸收器的LCNFs的各项电磁参数。（a）复磁导率实部，（b）复磁导率虚部，（c）复介电常数实部，（d）复介电常数虚部，（e）磁损耗正切和（f）介电损耗正切。

图12.作为电磁波吸收器的LCNFs的Cole-Cole半圆曲线。（a）LCNFs-MSSL-180-3:7，（b）LCNFs-MSSL-180-5:5，（c）LCNFs-PSL-180-3:7和（d）LCNFs-PSL-180-5:5。

图13.LCNFs电磁波吸收器在2-18GHz频率范围内的反射损耗，（a）和（e）LCNFs-MSSL-180-3:7，（b）和（f）LCNFs-PSL-180-3:7，（c）和（g）LCNFs-MSSL-180-5:5，（d）和（h）LCNFs-PSL-180-5:5，以及在四分之一波长模型下吸收体厚度与峰值频率的仿真曲线，（i）LCNFs-MSSL-180-3:7，（j）LCNFs-PSL-180-3:7，（k）LCNFs-MSSL-180-5:5和（l）LCNFs-PSL-180-5:5。

图14.厚度为3.0mm时LCNFs的阻抗匹配率。