近日，iChEM研究人员、复旦大学赵东元、邓勇辉教授团队发展了一种全新的胶束融合-聚集组装方法，采用聚环氧乙烷-block-聚苯乙烯（PEO-b-PS）两亲性嵌段共聚物为模板剂、酚醛树脂为前驱体，成功地合成了具有高度有序二维六方介观结构的介孔碳材料。这种有序介孔碳材料可以做成气体传感器件，对于氨气显示了优秀的气敏传感性能。相关研究成果(“A Micelle Fusion−Aggregation Assembly Approach to Mesoporous Carbon Materials with Rich Active Sites for Ultrasensitive Ammonia Sensing”)近期在Journal of the American Chemical Society在线发表。（DOI: 10.1021/jacs.6b07355）。

有序介孔碳材料的合成一般是采用商业化的Pluronic型两亲性嵌段共聚物（如Pluronic P123和F127）作为模板剂，利用模板剂和碳材料前驱体（如低阶酚醛树脂）的共组装作用而合成得到。然而这种方法目前无法得到大孔径、直型孔道的介孔碳材料。为了解决直型孔道合成难、拓宽材料的应用领域，赵东元教授团队最近发展了一种新型溶剂挥发诱导胶束融合-聚集组装方法，成功地合成了一种新型二维六方介观结构的大孔径介孔碳材料。在合成过程中，他们巧妙采用PS-b-PEO嵌段共聚物的良溶剂四氢呋喃（THF）与大量水混合作为组装体系。随着合成溶液中THF的挥发，PEO-b-PS（模板剂）与酚醛树脂前驱体在四氢呋喃/水碱性混合溶液中形成球形复合胶束，在剪切力作用下融合形成类起伏柱状复合胶束，并随着THF进一步挥发，聚集形成具有有序介观结构的沉淀物，经过惰性气氛下焙烧除去模板剂后，就可以得到有序度高、孔径大的介孔碳材料。通过改变模板剂中PS疏水端的长度，介孔碳的孔径可以在26.2 - 36.3 nm范围中进行调节，比表面积和孔容分别可以达到571 m2/g 与 0.54 cm3/g。研究发现，该材料不仅具有开放、独特的喇叭状孔道结构，而且具有丰富的活性基团（-COOH，-OH），在氨气传感检测方面显示出优异的气敏传感性能，可以在1秒钟内快速、灵敏地、选择性地检测出氨气，检测极限非常低（1ppm）和选择性极高（95%）， 有望用于环境中氨气浓度的监测。

研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委、上海市科委和教育部等的资助。

论文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b07355