塑料衍生碳材料用于超級電容器的研究現狀

郭冠倫，劉銳，余洋洋，汪云

（1 武漢理工大學現代汽車零部件技術湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430070；2 武漢理工大學汽車零部件技術湖北省協同創新中心，湖北 武漢 430070；3 湖北文理學院汽車與交通工程學院，湖北 襄陽 441053）

塑料制品因其使用方便、成本低、輕便、強度高以及耐腐蝕等特性，被廣泛地應用于工業生產和日常生活中。但塑料具有易老化和破損等缺點，大多數塑料制品使用時間都較短，并且廢棄塑料在自然環境中很難降解。大量的廢棄塑料會對人類生活環境和自然生態系統造成巨大的危害。目前已有多種處理塑料垃圾的方法，如垃圾填埋，焚燒和熱解。

填埋是一種處理固體廢棄物的簡單方法。然而這種方法需占用大量的土地資源。焚燒能夠簡單有效地降低塑料垃圾體積，還能夠產生熱能用于熱力發電。但是塑料垃圾在燃燒的過程中產生大量有害氣體，需要對有害氣體進行進一步處理，如若泄漏至空氣中，則會造成二次污染。

另外可以采用物理和化學方法將塑料廢物轉化為可以用于超級電容器的高附加值碳材料。通過控制碳化過程中的反應溫度、時間和活化試劑，可以得到具有特定結構和形態的碳材料。這是一種有著廣闊前景的廢棄塑料回收再利用的有效手段。

超級電容器具有高功率密度、快速充放電、長循環壽命和工作溫度范圍寬等優點，其中以碳材料為電極活性材料的雙電層電容器（electric double layer capacitor，EDLC）由于具有極高的充放電速率，已被廣泛應用于城市公交車和軌道交通等領域。雙電層電容器中的活性物質碳材料對電容性能有著很大的影響，碳材料的孔隙結構、比表面積以及表面官能團是其重要影響因素。因此碳前體材料的選取和多孔碳的制備工藝能夠決定超級電容器的性能好壞。

塑料含碳量高（例如聚烯烴類塑料的含碳量高達85.7%），來源廣，低毒且廉價，通過相應的碳化與活化處理，就能夠用作超級電容器的儲能活性材料。將廢棄塑料經過碳化和活化處理后制備出多孔碳材料，并用作超級電容器電極具有重要的意義。

1 多孔碳材料的制備方法

多孔碳材料性能優良，被廣泛用作超級電容器的電極材料。制備的方法多種多樣，且很大程度地影響多孔碳材料的微觀結構，從而影響材料的電化學性能。常用的方法有物理或化學活化法和模板碳化法等。

物理活化通常在高達1200℃的高溫條件下置于水蒸氣或CO的氣氛中進行。通常，首先將原料在較低溫度下的惰性氣體環境中進行碳化處理，然后使用氧化性氣體在高溫下活化。物理活化工藝簡單，不會產生設備腐蝕和環境污染。但此方法制備的碳材料比表面積低，通常不適合應用于超級電容器領域。化學活化法通常需要將原料浸入化學活化劑溶液中，然后在一定的溫度條件下進行活化。常用的活化劑有酸、堿、碳酸鹽和金屬氯化物，如HSO、 HPO、 KOH、 NaOH、 KCO、 ZnCl和FeCl。通過控制活化劑的量，可以得到不同的多孔結構。

模板碳化法是采用具有納米孔隙結構的材料作為模板，經過高溫碳化后去除模板，從而得到具有可控結構的多孔碳材料。按照使用的模板材料的類型，模板碳化法可以分為硬模板法和軟模板法。硬模板法是使用SiO和聚合物膠體之類的剛性顆粒作為犧牲模板來構建孔結構。軟模板法則是選用合適的前體，利用結構導向劑得到有序的結構，然后通過熱處理或者化學蝕刻法去除模板，得到多孔碳材料。也可以采用混合使用兩種模板來得到結構可控性更高的碳材料。

除了上述多孔碳材料制備方法外，還有許多其他方法制備多孔碳材料。水熱碳化法也是一種常用的聚合物碳化方法，該方法是將聚合物置于密閉的水熱裝置中，以水為媒介，在一定溫度范圍內經過長時間碳化轉化為碳材料。

另一種有效的可持續方法是采用可以降解塑料的酶。Yoshida團隊于2016年發現一種酶PETase，由201-F6 這一細菌分泌。他們發現這一酶能夠有效降解聚對苯二甲酸乙二醇酯，以較低成本合成碳前體材料。該發現為塑料廢物的生物降解碳化提供了廣闊前景。

2 各類塑料衍生碳材料的研究進展

2.1 聚對苯二甲酸乙二醇酯

聚對苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET），化學式(CHO)，具有優良的物理機械性能，廣泛用于工程塑料、合成纖維和飲料瓶制造。大量的廢棄PET 塑料瓶被隨意丟棄，對環境造成了巨大污染。許多研究人員也開始進行用廢棄PET 塑料制作超級電容器的電極材料的研究。

姜文明以Ca(OAc)·HO 為硬模板，通過模板碳化法，將PET 固廢材料轉化為納米多孔碳材料。當PET固體廢料與硬模板劑Ca(OAc)·HO的質量比為3∶1 時，制得的最佳樣品carbon 3∶1 具有749.6m/g 的大比表面積。用6mol/L KOH 為電解液的三電極體系下，在電流密度為lA/g時，對應的質量比電容為402.2F/g。同時材料還具有優良的循環穩定性，在電流密度為10A/g的條件下，經過5000次循環后比電容仍可以保持96.05%。

Elessawy 等采用了一種綠色安全的方法，將PET 廢料與尿素以不同比例混合，置于高壓釜中，然后放入高溫電爐中在一定溫度下反應一段時間，成功制備出3D 海綿狀氮摻雜石墨烯（nitrogen doped graphene，NG），當PET 與尿素質量比為1∶2時，加熱溫度為600℃時，制得的樣品（4NG）性能最佳。在兩電極測試系統中，在6mol/L KOH 溶液中電流密度為1A/g 時，比電容達到了405F/g。最佳樣品4NG，最大功率密度高達558.5W/kg，此時能量密度為68.1Wh/kg。在經過5000次充放電循環后，電容保持率為87.7%。

Wen等采用了一種簡單方法，通過催化碳化和KOH 活化相組合的方式將廢棄PET 飲料瓶轉化為多孔碳納米片（porous carbon nanosheet，PCNS）。具體流程如圖1所示，他們將收集到的廢棄PET飲料瓶剪為細小的碎片，并將得到的碎片與有 機 改 性 蒙 脫 土 （organically modified montmorillonite，OMMT）混合，接著將PET/OMMT混合物置于石英管中，在N氣氛下（流速為100mL/min）以5℃/min 的加熱速率加熱至700℃，在該溫度下碳化2h，得到碳納米片（carbon nanosheet，CNS）/蒙脫土（montmorillonite，MMT）復合材料。隨后，用氫氟酸和硝酸純化CNS/MMT復合材料，得到CNS。接著將CNS 和KOH 的混合物分散在乙醇中并持續攪拌，直到溶劑完全蒸發，形成充分混合的CNS/KOH 混合物。接著進行KOH活化，在氬氣氛圍中850℃溫度下保持1h，加熱速率為5℃/min。然后將產物用足夠的HCl溶液純化，隨后用大量去離子水洗滌至pH=7。最后，將產物置于真空干燥器中干燥獲得PCNS。合成的PCNS的比表面積高達2236m/g，具有分層多孔結構和3.0cm/g 的大孔體積。在兩電極測試系統中，在6mol/L KOH 溶液中比電容高達169F/g，在1mol/L NaSO溶液中比電容達135F/g。此外，在1mol/L的四乙基四氟硼酸銨的碳酸丙烯酯（TEATFB/PC）有機電解質中，比電容為121F/g，相應的能量密度為30.6Wh/kg。當電流密度增加到10A/g時，比電容能夠保持在95F/g，表明其有出色的倍率性能。

圖1 原材料以及處理后的材料和合成的PCNS材料照片、PCNS制備流程和實驗裝置示意圖[13]

Al-Enizi 等采用一種簡單高效的水熱合成方法，通過PET 衍生的金屬有機框架（metal organic frameworks，MOF）合成了NiO納米顆粒修飾的含氮多孔碳（nitrogenous porous carbon，NPC），制備的NiO@NPC 復合材料表現出1523m/g 的高比表面積。在三電極體系下，6mol/L KOH 電解質溶液中表現出581F/g 的出色比電容。制作的對稱超級電容器器件（兩電極體系）比電容達到291F/g，并且在5000次循環后，仍保持接近原來的電容。另外，該團隊還采用簡單的一步溶劑熱法，利用PET塑料瓶衍生的金屬有機骨架，將金屬氧化物納米粒子（ZnO 和CoO）嵌入介孔碳（mesoporous carbon，MC）中，制成ZnO@MC 和CoO@MC 復合材料，并用于超級電容器。ZnO@MC 和CoO@MC 復合材料分別具有約2183m/g和2503m/g的非常高的比表面積。通過循環伏安法在兩電極系統中使用6mol/L KOH溶液，在5mV/s的掃描速率下計算得ZnO@MC和CoO@MC 復合材料的比電容分別為97F/g 和180F/g。對于CoO@MC 復合材料，在功率密度為149.1W/kg 時，能量密度為68Wh/kg，并表現出出色的穩定性（5000 次循環后損失約5.20%）。后來，他們團隊采用一種經濟可行的方法，通過MOF-5 結構制造了高比表面積的氮摻雜介孔碳（nitrogen doped mesoporous carbon，N-MC）。合成的N-MC表現出約2243m/g的高比表面積，并帶有中孔（孔徑約14nm）。在6mol/L KOH 的三電極系統中進行測試時，在電流密度為0.5A/g時，比電容為295F/g。在經過400次循環后，電容保持率約為98%。

Mirjalili 等采用靜電紡絲法成功將PET 廢飲料瓶制作為電化學活性碳材料，并將材料組裝為超級電容器。在2.5mA/cm的恒定電流下，器件的最大比電容為32.6F/g。在2.5mA/cm的恒定電流密度下完成7000 次循環后，電容保持為初始值的126.7%。

Mu 等通過使用MgO/Co(acac)作為模板和催化劑，將廢PET 塑料選擇性碳化為3D 多孔碳納米片（PCNS）。通過氧化還原反應將MnO納米薄片均勻地負載在碳納米片上后，制備的PCNS-MnO-2復合材料表現出210.5F/g 的比電容和0.33F/m的面積比電容。此外，PCNS-MnO復合材料在電流密度為10A/g的條件下，經過5000次循環，電容保持率為90.1%，具有出色的循環穩定性。

Liu 等利用共蝕刻效應，將廢棄的PET 塑料瓶轉化為分層多孔碳（hierarchical porous carbon，HPC）。制得的HPC 具有2238m/g 的比表面積。在三電極體系中，HPC 電極實現了413F/g 的出色比電容。制成的對稱超級電容器具有25Wh/kg的高能量密度。

Sangeetha 等將PET 塑料瓶衍生的活性炭（plastic derived activated carbon，PAC）摻雜少量用常規水熱技術制備的碳摻雜MoS（MoS-C），制成了PAC/MoS-C 復合材料。制備的對稱超級電容器具有214F/g 的比電容，30Wh/kg 的能量密度和364W/kg 的功率密度。以PAC 為陰極和PAC/MoS-C 為陽極的混合超級電容器比電容可達288F/g，可提供36Wh/kg 的能量密度和464W/kg 的功率密度。

Zhang 等將PET 廢料通過自生壓力熱解，然后利用KOH和ZnCl活化。經過KOH活化后制得的活性炭（KOH-activated carbon，AC-K）具有分層的多孔結構，比表面積高達2683m/g。當用作超級電容器電極時，AC-K 在0.5A/g 的電流密度下具有325F/g的比電容。經過5000次充放電循環后，AC-K仍保持初始比電容的91.86%。

Zhu通過高溫熱解活化法制備廢PET 塑料泡沫基多孔碳材料PMC-（其中PM 代表塑料泡沫，C 代表碳材料，為碳化溫度），呈蜂窩狀結構。其中最佳樣品PMC-700 比表面積高達2281m/g 且孔徑分布合理。在6mol/L KOH 電解質中，電流密度為1A/g 時，比電容達到296F/g。此外，PMC-表現出良好的循環穩定性，經過5000 次充放電循環，其電容保持率為87.1%。他們認為，固體廢聚合物材料是超級電容器應用中很有希望的電極材料，有一定的潛在價值，有助于減輕白色污染問題。

2.2 聚乙烯

聚乙烯（polyethylene，PE），化學式(CH)。PE 依據其分子量高低、鏈結構的不同常分為高密度聚乙烯（high-density polythylene，HDPE 或PEHD） 和低密度聚乙烯（low-density polythylene，LDPE 或PE-LD）。聚乙烯化學穩定性好，耐低溫能力強，廣泛用于醫療器具、藥品食品包裝，市場上常用的塑料袋材料多為低密度聚乙烯。

Lee 等采用LDPE 蒸汽活化法制備了活性炭。通過將LDPE 與硫酸交聯，制作碳前體。基于LDPE 的活性炭具有1600m/g 的比表面積，制作的雙電極紐扣電池具有20F/g的比電容。

Zhang等使用LDPE作為前體，通過自生壓力碳化和KOH 活化來合成HPC。如圖2 所示，經過自生壓力碳化后的碳材料CMS 呈現表面光滑的球狀，在經過進一步地KOH 活化后，球形內部出現破裂，可以清楚地看到碳球內部的中孔和大孔，表明經過KOH 活化后形成了分層的多孔結構。所制備的HPC具有大的比表面積（3059m/g）和豐富的官能團。在6mol/L KOH 電解質中，電流密度為0.2A/g 時，比電容為355F/g，在450W/kg 的功率密度下具有9.81Wh/kg 的高能量密度，而且還具有出色的循環穩定性。這為塑料廢物的利用開發了一種可持續的綠色方式。

圖2 利用LDPE制備HPC的流程示意圖[24]

Lian 等使 用 阻 燃 劑4MgCO·Mg(OH)·5HO（MCHP）進行球磨和碳化來合成衍生自聚乙烯廢料（塑料袋等）的分級多孔碳。MCHP的存在不僅在熱解過程中提供了原位的MgO 模板，而且大大增強了聚乙烯碳化的熱穩定性。所制備的聚乙烯衍生碳（PE-HPC-900NH）具有高比表面積和介孔的獨特特性。PE-HPC-900NH在0.2A/g 時具有244F/g 的高比電容，在2A/g 的電流密度下進行10000 次循環后，其電容保持在初始電容的97.1%。在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（EMIMBF）電解液中，PE-HPC-900NH對稱超級電容器在4V 的高壓下可達到43Wh/kg 的高能量密度。后來，該團隊通過廢PE 塑料與氧化石墨烯（GO）和阻燃劑通過700℃低溫碳化來制作石墨烯/介孔碳電極材料（G@PE40-MC700），并將合成的材料作為陽極，以LiMnO作為陰極，以0.5mol/L LiSO溶液作為電解質。在2.0V的工作電壓下，混合超級電容器在250W/kg 的功率密度下可提供47.8Wh/kg 的能量密度，并在5000 次循環后具有83.8%的循環穩定性。

2.3 聚氯乙烯

Sun 等通過KOH 活化碳化PVC 和乙二胺前體，制備出活性氮摻雜碳（activated nitrogendoped carbons，ANC）。在6mol/L KOH 電解質中，電流密度為50mA/g 時，ANC 的最高比電容高達345F/g。在200mV/s 的高掃描速率下具有良好的電容保持率，高達79%，在2000mA/g 的電流密度下進行5000次循環，仍有高達93%的電容保持率。

姜文明采用固態PVC 廢料作為碳源，檸檬酸鎂為硬模板，通過模板碳化法轉化成為納米多孔炭材料。在6mol/L KOH 為電解液的三電極體系下，PVC衍生的碳材料在0.5A/g的電流密度下，比電容可達47.3F/g。他認為實驗中提出的檸檬酸鎂輔助模板碳化法可以應用于廢舊塑料的資源化利用。

Chang 等采用了一種簡單、綠色、有效的方法，通過KOH 輔助進行室溫脫鹵，將PVC 轉化為高質量的碳材料。如圖3 所示，他們將源自桌布（table cloth，TC）、文件袋（document bag，DB）、塑料保鮮膜（plastic wrap，PW）或PVC 管（PVC tube，PT）的PVC 塑料切碎，將PVC 碎片與KOH（作為脫鹵劑）、二甲基甲酰胺（DMF，作為N源和溶劑）和二甲基亞砜（DMSO，作為S源）混合，將混合物移入ZrO球磨機罐30Hz 球磨2h，然后放入60℃烘箱中干燥8h，用去離子水洗滌并干燥，根據PVC原料最終命名為RT-XX-C（XX代表PVC的來源，即TC/DB/PW/PT）。將未經洗滌的干燥產品在N氣氛、600℃下直接退火2h，加熱速率為10℃/min。用稀鹽酸和去離子水沖洗獲得的黑色固體，然后在60℃下過夜干燥。最終產品命名為XX-C，同樣XX代表PVC來源，即TC/DB/PW/PT。其中由PVC保鮮膜衍生的碳材料（PW-C）在堿性電解液中表現出399F/g比電容，在5.0A/g下經過1000次循環后電容仍保持92%。他們提出的脫鹵策略有助于PVC廢料的有效去功能化和轉化為高附加值的摻雜碳材料，能夠安全有效地處理PVC塑料廢料，并將其轉化為高附加值的多孔碳電極材料。

圖3 廢舊PVC塑料轉化為碳材料的流程圖[28]

2.4 聚丙烯

聚丙烯（polypropylene，PP），是丙烯通過加聚反應而成的聚合物，化學式(CH)。PP塑料具有強度高、耐高溫等優良性能，常用作產品包裝、醫用外科口罩、一次性水杯和餐具等。

Pandey 等采用兩步熱解法將PP、PE 和PET混合塑料制備石墨烯納米片（graphene nanosheets，GN）。GN 作為超級電容器電極的活性層材料可提供398F/g 的高比電容。制備的超級電容器具有顯著的能量密度和功率密度，分別為38Wh/kg 和1009.74W/kg。

Hu 和Lin將廢棄PP 口罩先在高壓釜中硫化，然后用作碳源，經過一步熱處理后將其變成密實的中空纖維多孔結構。該多孔結構具有高比電容，在1A/g的電流密度下為328.9F/g。此外，組裝的固態電容器在600W/kg 的功率密度下具有10.4Wh/kg 的能量密度，并具有出色的循環穩定性，在3000 次循環后的電容保持率為81.1%。他們的研究為醫療器械等廢物的回收利用提供了新思路。

2.5 聚苯乙烯

聚苯乙烯（polystyrene，PS），化學式(CH)，常用于塑料泡沫制品、一次性塑料餐具和建筑中的隔音材料等。PS 的密度小，殘余價值極低，不適宜回收利用。許多研究人員在聚苯乙烯制備超級電容器碳材料的研究上取得了不錯的成果。

Zhang 等使用廢聚苯乙烯泡沫塑料作為碳源并利用二氧化硅顆粒創建了豐富的多孔結構，通過Friedel-Crafts 反應成功地制造了3D 網絡結構多孔碳。制備的多孔碳在1A/g 的電流密度下顯示出約208F/g 的比電容。在1024W/kg 的功率密度下具有22.5Wh/kg 的優異能量密度。同時，其作為電極材料，在電流密度為5A/g 的情況下，經過5000 次循環，電容保持率為94.3%。

Wang 等使用Mg(OH)作為模板，利用廢PS塑料制作氮摻雜的多孔碳納米片（nitrogen doped porous carbon nanosheets，N-PCN）。N-PNC 材料的比電容在0.5A/g的電流密度下為149F/g。同時，該材料還具有優異的倍率性能和出色的循環穩定性（5000次充放電循環后的電容保持率為97.6%）。

Min等以MgO為模板，利用PS泡沫板制備多孔碳薄片（porous carbon flakes，PCF），然后將MnO納米片選擇性地沉積在所得PCF 的表面上以形成雜化物（PCF-MnO）。作為雙電極超級電容器中的電極材料，PCF-MnO雜化材料具有出色的電化學性能，在1mV/s的掃描速率下比電容為308F/g。在10A/g 的電流密度下經過10000 次循環后穩定性高達93.4%。后來他們使用模板法將聚苯乙烯泡沫廢料碳化為中孔碳納米片（CNS），通過KOH活化進一步調節所得CNS 的孔結構，形成具有2650m/g比表面積和2.43cm/g孔體積的分層多孔碳片。在三電極系統中，分層多孔碳片在6mol/L KOH電解質中，0.5A/g電流密度下，表現出323F/g的比電容，良好的倍率能力（在20A/g電流密度下比電容為222F/g和出色循環穩定性，經10000次循環后，電容保持為92.6%）。后來，他們團隊采用了一種簡單的方法，以FeO顆粒作為催化劑和模板，將PS廢料碳化為新型的3D分層多孔碳。此外，使用KOH活化在大孔壁上產生微孔和中孔。在三電極系統中，所獲得的3D分層多孔碳在0.5A/g下表現出高的比電容為284.1F/g，在20A/g 下表現出良好的倍率性能，此時比電容為198F/g。此外，組裝的對稱電容器在水性電解質中的功率密度為200.7W/kg，此時具有19.2Wh/kg的高能量密度。

Wen 等通過MgO 模板結合KOH 活化合成了聚苯乙烯衍生的多孔碳片（carbon sheets，CS）。制得的最佳樣品在1mV/s的掃描速率的電流密度下具有135F/g 的比電容。另外，電極材料具有出色的性能和循環穩定性，即使經過10000 次充放電循環，樣品材料仍具有92.41%的電容保持率。

Urgunde 等采用一種簡單且獨特的方法，使用鎳-丁硫醇絡合物作為催化劑，大孔方糖作為軟模板，在含5%氫氣的氮氣氣氛中熱解，制備出高性能微孔碳。如圖4 所示，首先采用兩步法利用NiCl·6HO 與三甲胺和丁硫醇合成丁硫醇鎳催化劑。接著將切碎的聚苯乙烯和丁硫酸鎳Ni-(SR)在氯仿中溶解在一起，形成均勻的溶液，滲透到方糖中，晾干至氯仿蒸發，形成糖-聚苯乙烯-催化劑（SPC）復合物。將復合材料置于含有5%氫氣的氮氣氣氛中，在馬弗爐中以800℃熱解1h，加熱速率為20℃/min，然后冷卻至室溫。接著將熱解后的碳進一步在1000℃下退火2h 以進行石墨化。在三電極系統中，電流密度為1A/g 時材料的比電容約為158F/g。制作的對稱雙電層超級電容器器件具有出色的循環穩定性，經過10000次循環，電容保持率仍約為90%。他們的研究表明，廢棄的聚苯乙烯可以轉化為用于儲能設備的石墨碳電極。

圖4 在丁硫醇鎳作為催化劑的情況下，SPC復合物轉化為石墨碳的步驟示意圖[37]

2.6 其他塑料

Chen等使用鋅粉作為硬模板，采用模板碳化法，將含鹵素聚合物和鋅粉以不同比例混合，接著在700℃的氬氣氛圍下碳化，將聚四氟乙烯（polytetra fluoroethene，PTFE）等含鹵素聚合物廢物轉化為納米多孔碳，制備流程如圖5所示。通過在700℃下碳化聚四氟乙烯和鋅粉（質量比為1∶3）而獲得的PTFE-1∶3-700 樣品在0.5A/g 時也具有313.7F/g的比電容。此外，它表現出卓越的循環穩定性，在經過5000次循環后具有93.10%的高電容保持率。同樣，他們也驗證了該方法同樣適用于其他含鹵素的塑料，如聚偏氟乙烯（polyvinylidene fluoride，PVDF）和聚氯乙烯（PVC）。

圖5 通過含鹵素廢舊塑料（PTFE、PVDF或PVC）與鋅粉的混合物直接碳化合成納米多孔碳的示意圖[38]

Chang 等采用一種簡便的方法，在室溫下通過多雜原子源原位摻雜PVDC脫鹵的碳。將室溫合成的N、S 共摻雜碳材料（N,S-codoped carbon material，NS-DCM）進行退火以獲得較大的比表面積和良好的電導率。值得注意的是，所得的600-NS-DCM 在1.0mol/L HSO中比電容高達427F/g，同時具有非常好的循環穩定性。

Schneidermann 等將 聚 氨 酯（polyurethane，PU）廢料用作碳（和氮）源，并通過機械化學途徑與KCO和尿素一起轉化，獲得了可應用于超級電容器電極的多孔氮摻雜碳材料。制得的氮摻雜的多孔碳材料具有2150m/g 的比表面積和和高達0.9cm/g 的大孔體積，在1mol/L LiSO電解質水溶液中比電容有99F/g，在1mol/L 四乙基四氟硼酸銨（TEA-BF）乙腈（ACN）溶液和EMIMBF有機溶液中，比電容分別高達83F/g和70F/g。這為難以處理的聚合物廢物的處理提供了一種可行方案。表1為已收集文獻中各塑料衍生碳材料的電化學性能。

表1 塑料衍生碳的電化學性能

3 結語

雙電層超級電容器功率密度大，壽命長。雙電層超級電容器的碳材料成本大約占總成本的一半。塑料的來源豐富，含碳量高。與使用傳統的以椰子殼衍生碳為代表的商用碳材料相比，能夠有效降低成本。近些年來，對廢棄塑料衍生超級電容器碳材料的研究也有著很高的熱度。將廢棄塑料回收制作超級電容器如果能夠得到廣泛應用，將會有效地緩解由塑料廢物引起的環境污染問題。