技术在生物质材料研究中的应用(2)

3 生物炭材料研究

活性炭是生活中常用的空气净化材料，常用于吸附空气中的微量有毒气体(甲醛、苯类等)去除室内、家电中的异味。在其它应用领域中，活性炭还作为超级电容器电极材料、催化剂载体等，其中，超级电容器是一种介于电池和传统电容器之间的新型能源器件，具有功率密度大、容量大、使用寿命长、经济环保等优点，成为近年来新能源研究的一个热点。含磷活性炭作超级电容器电极材料，可有效提高电极的比电容量，通过对氧元素的高分辨谱图分析，活性炭表面存在C=O、P=O、C-O-C、C-O-P、P-O-P等官能团[22]。三聚氰胺改性活性炭后，通过研究氮元素的高分辨谱图，含氮官能团主要以N-6型官能团为主要存在形式，含氮官能团的存在提高了活性炭的比电容[23]。竹炭表面经过氧等离子体改性后，表面的含氧基团含量提高，使竹炭材料具备更好地吸附性能[24]。农作物秸秆是一种最常见的生物质炭材料，其综合利用是发展绿色循环农业的重要一环。徐信武等[25]利用XPS研究等离子体改性稻秸界面，经等离子体处理后，秸秆表层氧元素含量大幅度上升，碳元素含量显著降低；对C1s进行分峰，处理后的秸秆表面C-C/C-H键含量显著降低，强极性的C=O/-COOH含量明显增加，这些界面改性将有助于脲醛树脂对秸秆的润湿和渗透。同样，对于当今材料领域的一个研究热点——石墨烯材料，光电子能谱技术可以有效的表征石墨烯表面引入的官能团[26-27]，在石墨烯表面改性研究方面有着重要的应用。

4 结 语

XPS能够对材料的表面层或薄膜的组成和结构提供有价值的信息，表征出表面的元素组成、元素价态和元素半定量分析，因此在表面改性、催化作用、涂层等许多领域得到了广泛应用。当前，随着国家对绿色新能源、绿色经济发展的重视，生物质材料将是大趋势下一个重要的发展方向。因此，笔者认为今后一方面要不断拓展光电子能谱仪在生物质材料研究中的应用，另一方面可以加强与其他分析测试技术的联用及不同测试方法间的相互验证研究，丰富测试手段。

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文章来源：《分析测试技术与仪器》 网址: http://www.fxcsjsyyq.cn/qikandaodu/2021/0330/592.html