本文2072字，阅读约需5分钟
摘 要：日本的一个研究小组开发出一种能够在碳纳米片中开出大量细孔的方法，并成功合成了多孔碳纳米片。经研究证实，合成的多孔碳纳米片即使在重新层压并制成三维材料时仍保留了许多催化活性位点，有望应用于燃料电池和二次电池。
关键字：多孔超薄碳片、金属有机骨架、碳材料、燃料电池、二次电池、能源转换和储存
日本的研究小组开发出一种开细孔的方法，能够在至今为止很难开孔的碳纳米片中开出大量细孔，并成功合成了多孔碳纳米片。由于无孔的二维纳米片在层压时会损失大量的比表面积，因此无法充分利用其电化学特性。这一次，研究小组着眼于一种被称为金属有机骨架（MOF）的材料可以剥离成纳米片的现象，并通过对剥离出来的MOF衍生的纳米片进行碳化，成功合成一种新型材料。研究结果证实，合成的多孔碳纳米片即使在重新层压并制成三维材料时仍保留了许多催化活性位点，并有望应用于燃料电池和二次电池。
图：多孔碳纳米片的合成过程。（左图）剥离MOF后，（中图）通过碳化合成多孔碳纳米片；之后，（右图）通过修饰催化位点，制备在酸性条件下用于氧还原反应的电极催化剂。
以有机物为基本单元的空间物质，或由有机配体与金属离子之间的“配位键”组成的MOF非常适合气体吸附、分离和分子识别等应用。然而，它并不适合广泛的电化学应用，例如电极催化剂、电容器、二次电池和燃料电池等，为此，需要制备一种由导电且化学稳定的物质构成其骨架的多孔物质。