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高度有序少层石墨烯骨架材料的合成取得新进展

多级有序石墨烯的构筑是目前材料领域的一个前沿研究热点。高度有序介孔石墨烯具有高的比表面积和高度有序的介孔结构,结合其优良的电学和力学性能,在储能、催化、吸附等领域具有潜在的应用价值。传统制备介孔石墨烯的方法包括高温碳化法或过渡金属催化法,但前者所需温度过高易造成介孔塌陷,后者获得的石墨烯材料通常石墨化程度偏低。近日,Angew. Chem. Int. Ed.报道了中心研究人员、复旦大学化学系董安钢课题组的最新研究成果。他们从自组装Fe3O4纳米晶超晶格出发,结合低温碳化和酸刻蚀首先获得部分石墨化的介孔碳骨架,在此基础上,对介孔碳骨架进行高温热处理(1000-1600 oC),成功制备出高度有序的介孔少层石墨烯骨架材料。此方法获得的石墨烯骨架具有高的比表面积(~ 1000 m2/g)和孔容 (~1.8 m3/g),而骨架孔壁由3到6层石墨烯所构成,孔径可以在8到20纳米间进行调节。Fe3O4纳米晶在介孔石墨烯骨架的制备过程中既起到模板的作用,同时又对孔壁的石墨化起到了催化剂作用。所得介孔石墨烯骨架作为负极材料在锂电池中显示出优异的电化学性能,将来有望在超级电容器,电催化及吸附等领域发挥出重要的应用价值。详见:Yucong Jiao, Dandan Han, Limin Liu, Li Ji, Guannan Guo, Jianhua Hu, Dong Yang, Angang Dong,* “Highly ordered mesoporous few-layer graphene frameworks enabled by Fe3O4 nanocrystal superlattices”, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 5727. (DOI: 10.1002/anie.201501398).

 

发布日期:2015/06/05 发布者:网站管理员 点击数: