日前，中國科學技術大學教授俞書宏和梁海偉團隊設計出一種過渡金屬鹽催化有機小分子碳化的合成新途徑，實現了在分子層面可控的宏量合成多孔摻雜碳納米材料。研究成果發表在7月27日出版的《科學進展》上。

    有機小分子因其存在廣泛、種類多樣、元素豐富，是一種理想的制備碳納米材料的前驅體。但在高溫下，有機小分子的高揮發性使得其作為原料制備碳納米材料必須使用復雜方法和設備，如化學氣相沉積和高壓密閉合成。

    針對上述挑戰，研究人員提出一種過渡金屬輔助有機分子碳化的方法，通過使用過渡金屬鹽輔助熱解有機小分子來制備碳納米材料。在高溫熱解過程中，過渡金屬鹽不僅能提高小分子的熱穩定，還能催化其聚合優先形成相應的聚合物中間體，避免有機小分子在高溫熱解中揮發，最終形成碳納米材料。

    他們發現，至少15種有機小分子和9種過渡金屬鹽可以作為碳前驅物和催化劑來制備相應的碳基納米材料，同時多種硬模板可以用在該方法中來提高所得材料的比表面積和多孔性。研究表明，該方法是一種普適、簡單、高效的碳納米材料合成方法。

    該法制備的多孔碳納米材料在選擇性乙苯氧化、硝基苯氫化、析氫反應、氧還原反應中，均表現出優異的催化性能。

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責任編輯：殷鵬飛

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