开发一种制备高性能多孔碳电极材料的新方法仍然是当前研究的重点。近期，新疆大学吴冬玲教授团队采用静电纺丝技术制备了具有鱼网状结构的O/N掺杂煤焦油沥青（CTP）基多孔碳。CTP用作碳源，ChCl/苯酚深度共晶溶剂（DES）直接用作纺丝液，不添加任何聚合物。静电纺丝得到的配合物再用少量的K₃C₆H₅O₇活化得到多孔碳。具体而言，DES具有特定的粘度，不仅可以用作溶剂以提高CTP的可纺性，还可以用作N源，是一种多功能溶液。静电纺丝技术构建了大孔和中孔，而K₃C₆H₅O₇可以在制备的碳材料中形成微孔甚至超微孔。得益于构筑的分层孔道和丰富的杂原子掺杂，所制备的多孔碳电极即使在达到商业负载时也具有202F/g的高比电容。与此同时，还合成了一种新型K₃C₆H₅O₇/乙二醇/乙腈DES凝胶电解质，并获得了2.2V的工作电压。所制备的电容器能量密度高达23.9Wh/kg，并能在较宽的温度范围（-25～100℃）内正常工作。DES的多功能性揭示了直接使用DES作为纺丝液制备多孔碳的可行性，并有望利用提出的策略由不同碳前体来制备其他碳材料。

图1.CPCs制备示意图。

图2.CPC样品的SEM图像。

图3.（a）CPC样品的XRD和（b）拉曼图谱，（c）氮气吸附-解吸等温线和（d）CPC700-0.1中的孔径分布。

图4.CPC700-0.1的XPS光谱和拟合峰：（a）XPS全扫描以及（b）C1s、（C）N1s和（d）O1s的高分辨率光谱。

图5.使用6M KOH作为电解质的三电极系统中的所有样品的电容特性。

图6.在6M KOH中组装的对称电容器的电化学性能。

图7.CPC700-0.1在琼脂基K₃C₆H₅O₇/乙二醇/乙腈DES凝胶电解质中的电化学性能。

该工作以“Coal tar pitch-derived porous carbon prepared in deep eutectic spinning solution via electrospinning for supercapacitor electrodes”为题发表在《Chemical Engineering Journal》（DOI:10.1016/j.cej.2023.148292）上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.148292