武科大网讯（通讯员李江江） 近日，我校张江副教授、李轩科教授等在《Langmuir》发表题为“Sulfur-Enriched Porous Carbon Derived from Corn Silk for Electrochemical Sodium Storage”的论文（https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.6c02681）。张江副教授、李轩科教授为论文通讯作者，我校为论文唯一完成单位。

生物质衍生碳因原料可再生、孔结构可调、表面化学可修饰，被视为有前景的钠离子电池负极材料，但许多生物质碳的比容量和首次库伦效率仍偏低，制约其实际应用，研究提出以农业废弃物玉米须为碳原料，通过K₂SO₄辅助碳热还原制备富硫多孔碳（SC1400）。硫的引入在碳骨架中形成 C–S 相关活性位点，并在约 2.1 / 1.5 V 处引入高电压氧化还原特征，显著提升储钠容量与可逆性。

电化学测试表明，优化样品SC1400在0.1 A g⁻¹下首次放电容量为365.94 mAh g⁻¹，首次库伦效率为 84.52%；在 1 A g⁻¹ 下循环 500 圈后容量保持 342 mAh g⁻¹，容量保持率 >93%。结合缺陷结构、层间距增大和含硫表面物种的协同作用，DFT 计算进一步证实硫掺杂显著增强了 Na⁺ 的吸附能，为将农业废弃物转化为高性能钠电负极提供了实用化路线。

总而言之，本研究通过设计和合成硫掺杂玉米须多孔碳，解决了钠离子电池（SIB）负极存在的钠存储性能不佳和初始效率低的问题。SC1400 通过使用硫酸钾的一步碳热还原法制备，实现了均匀的硫掺杂（7.47 at%）、扩大的层间距（0.409 nm）以及高比表面积（1272.33 m⟡ g⁻¹）。硫掺杂引入了 C–S 活性位点，并通过氧化还原反应提供了额外的容量。当作为钠离子电池（SIB）负极使用时，该材料在0.1 A g⁻¹的电流密度下，经过100次循环后仍表现出362 mAh g⁻¹的可逆容量，初始库仑效率为84.52%。在 1 A g⁻¹ 的较高电流密度下，该材料在 500 次循环后仍保持 342 mAh g⁻¹ 的容量，容量保持率超过 93%。电化学阻抗分析表明，在 2 mV s⁻¹ 的扫描速率下，电荷转移电阻显著降低（Rct = 6.273 Ω），且赝电容贡献率达 92%。这证实了硫掺杂可促进钠存储动力学，为生物质衍生碳在 SIB 系统中的应用提供了新的见解。