中国科大提出碳纳米材料合成新路线

(记者杨)日前，中国科技大学教授俞树鸿、梁团队设计了一种合成过渡金属盐催化有机小分子碳化的新方法，实现了多孔碳掺杂纳米材料在分子水平上的可控宏观合成。研究结果发表在7月27日的《科学进步》杂志上。

有机小分子因其存在范围广、种类多、元素丰富，是制备碳纳米材料的理想前驱体。然而，在高温下，有机小分子的高挥发性使得有必要使用复杂的方法和设备，例如化学气相沉积和高压封闭合成，来制备碳纳米材料作为原料。

为了应对上述挑战，研究者提出了一种过渡金属辅助有机分子碳化的方法，并利用过渡金属盐辅助有机小分子热解制备碳纳米材料。在高温热解过程中，过渡金属盐不仅能提高小分子的热稳定性，还能催化其聚合，优先形成相应的聚合物中间体，从而避免有机小分子在高温热解过程中挥发，最终形成碳纳米材料。

他们发现，至少有15种有机小分子和9种过渡金属盐可以用作碳前驱体和催化剂来制备相应的碳基纳米材料，同时在该方法中可以使用各种硬模板来提高所得材料的比表面积和孔隙率。研究表明，该方法是一种通用、简单、高效的碳纳米材料合成方法。

该方法制备的多孔碳纳米材料在选择性乙苯氧化、硝基苯加氢、析氢反应和氧还原反应中具有优异的催化性能。

相关论文信息:科学顾问2018，4，EAAT 0788

《中国科学报》(2018-07-31，第4版)