Integrating nitrogen species into sp2-hybridized carbon materials has proved an efficient means to improve their electrochemical performance. Nevertheless, an inevitable mixture of nitrogen species in carbon materials, due to the uncontrolled conversion among different nitrogen configurations involved in synthesizing nitrogen-doped carbon materials, largely retards the precise identification of electrochemically active nitrogen configurations for specific reactions. Here, we report the preparation of single pyrrolic N-doped carbon materials (SPNCMs) with a tunable nitrogen content from 0 to 4.22 at.% based on a strategy of low-temperature dehalogenation-induced and subsequent alkaline-activated pyrolysis of 3-halogenated phenol-3-aminophenol-formaldehyde (X-APF) co-condensed resins. Additionally, considering that the pseudocapacitance of SPNCMs is positively dependent on the pyrrolic nitrogen content, it could be inferred that pyrrolic nitrogen species are highly active pseudocapacitive sites for nitrogen-doped carbon materials. This work gives an ideal model for understanding the contribution of pyrrolic nitrogen species in N-doped carbon materials.

Polyurethane adhesives have been widely used in industrial production and daily life for their excellent properties. With the urgent need for social progress, the intelligent responsiveness of polyurethane adhesives has become more and more important. Here, we demonstrate a stimulus-responsive polyurethane adhesive. Starting from the structural design, sulfur (S8) is added into the polyurethane adhesive for the first time using the inverse vulcanized mechanism, and the controllable disassembly response of the polyurethane adhesive under the condition of thermal stimulation is realized. In addition, the stimulus response of the adhesive can also be activated through the permeation process of methoxide anion (CH3O−), and the rapid disassembly response property is displayed in the methanol solution of CH3ONa, to realize the recovery of the bonding substrate. Simultaneously, the implementation of the inverse vulcanized mechanism imparts the adhesive with a diminished water absorption swelling rate and heightened cross-link density. On the surface of the metal substrate, it shows excellent bonding properties, with a lap shear adhesion strength reaching 2.8 MPa. It is worth noting that the adhesive also exhibits excellent underwater durability. After 36 hours of underwater soaking treatment, its adhesion can still be maintained at 2.4 MPa. This work reveals the mechanism of rapid disassembly of polyurethane adhesives at the molecular level. By density functional theory (DFT) calculation, it is found that the minimum bond energy of the S-S bond in a polyurethane adhesive system is 134 KJ·mol−1, and the disassembly response can be triggered by heating to 53.79℃. At the same time, the mechanism of the disassembly response induced by CH3O− is further analyzed using an electrostatic potential (ESP) diagram. This work utilizes sulfur (S8) and castor oil (CO) as raw materials, which can be sourced from industrial or agricultural by-products. It breaks away from traditional polyurethane adhesive preparation methods and offers a "green" strategy that can be synthesized through a solvent-free one-pot process, thus providing a new way of thinking about obtaining sustainable polymers from industrial and agricultural by-products.