| 曹欣雨,李佳蔚,李镰岑,张如玉,许以昊,路家兴,王国容,姚远,钱光付.分级多孔木材衍生炭基电催化剂的构筑及其析氢性能研究[J].中国造纸学报,2026,41(3):207-220 |
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| 分级多孔木材衍生炭基电催化剂的构筑及其析氢性能研究 |
| Study on Fabrication of Wood-derived Carbon Electrocatalysts with Hierarchical Porous Structure and Its Hydrogen Evolution Performance |
| 投稿时间：2026-04-10 修订日期：2026-06-03 |
| DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.03.207 |
| 中文关键词: 木材衍生炭 分级多孔结构 模板法-活化法协同造孔 核壳结构 析氢反应 |
| Key Words:wood-derived carbon hierarchical porous structure templating-activation synergistic pore-formation core-shell structure hydrogen evolution reaction |
| 基金项目:广西自然科学基金2025GXNSFAA0696292024GXNSFBA010252广西清洁纸浆与造纸及污染控制重点实验室开放项目2022GXZZKF75广西自然科学基金（2025GXNSFAA069629，2024GXNSFBA010252）；广西清洁纸浆与造纸及污染控制重点实验室开放项目（2022GXZZKF75）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 曹欣雨* | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 | | 李佳蔚 | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 | | 李镰岑 | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 | | 张如玉 | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 | | 许以昊 | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 | | 路家兴 | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 | | 王国容 | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 | | 姚远 | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 | | 钱光付* | 1广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004
2广西清洁化制浆造纸及污染控制重点实验室, 广西南宁,530004 | 530004 |
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| 中文摘要: |
| 本研究以天然松木为碳源，采用ZnCl2模板法结合KOH活化法的一步造孔策略，构筑了负载镍（Ni）核-镍钴合金（NiCo）壳结构的分级多孔木材衍生炭基电催化剂（Ni@NiCo-PCW）。研究表明，ZnCl2溶液物质的量浓度在分级多孔结构的调控中起关键作用；在ZnCl2溶液物质的量浓度0.5 mol/L与KOH溶液物质的量浓度0.1 mol/L的最优造孔条件下，成功构筑了贯通的大孔-介孔-微孔分级多孔体系。得益于高比表面积带来的活性位点充分暴露、分级多孔结构赋予的快速气液传质速率，以及均匀分布的催化活性位点，在此条件下制备的Ni@NiCo-PCW-0.5在碱性和中性电解液中均展现出优异的析氢反应活性，在电流密度-10 mA/cm2下的电位分别为-14.11和-39.03 mV。同时，Ni@NiCo-PCW-0.5能够在电流密度-1 000（碱性）及-200 mA/cm2（中性）下稳定运行168 h。 |
| Abstract: |
| In this study， using natural pine wood as the carbon source， a one-step pore-formation strategy combining ZnCl2 templating with KOH activation was employed to construct a hierarchical porous wood-derived carbon electrocatalyst （Ni@NiCo-PCW） featuring a nickel （Ni） core and a nickel-cobalt （NiCo） shell structure. The results demonstrated that ZnCl2 solution molar concentration played a key role in regulating the hierarchical porous structure. Under the optimum pore-forming conditions of ZnCl2 solution with molar concentration of 0.5 mol/L and KOH solution with molar concentration of 0.1 mol/L， a well-connected hierarchical porous system of macro-， meso-， and micro-pores was successfully constructed. Owing to the ample exposure of active sites resulting from the high specific surface area， the rapid gas-liquid mass transfer rate afforded by the hierarchical porous structure， and the uniformly distributed catalyst active sites， Ni@NiCo-PCW-0.5 fabricated under this condition exhibited outstanding HER activity in both alkaline and neutral electrolytes， with potentials of only -14.11 mV and -39.03 mV at a current density of -10 mA/cm2， respectively. Meanwhile， Ni@NiCo-PCW-0.5 could operate stably for 168 h at current densities of -1 000 mA/cm² （alkaline electrolyte） and -200 mA/cm² （neutral electrolyte）. |
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