近年来,精准介孔开发具有结构复杂性与特殊功能的调控东元等今三维(3D)多级超结构在材料科学和工程领域引起科研人员的广泛关注。得益于良好的碳赵介孔结构,具有各种构筑单元的院士超结构如纳米颗粒、纳米线、精准介孔纳米管、调控东元等今纳米笼 、碳赵纳米纤维和纳米片(NSs)等,院士通常表现出优异的精准介孔物理化学性质和活性。迄今为止 ,调控东元等今已开发出几种涉及无模板和颗粒模板法的碳赵策略以制备理想的介孔多级超颗粒;然而 ,上述策略制备出的院士介孔超颗粒在孔结构方面缺乏精确调控 ,从而严重阻碍着其应用。精准介孔因此,调控东元等今开发具有丰富介孔和可调孔结构的碳赵介孔超颗粒至关重要。
在本文中 ,作者开发出一种单胶束界面限域组装策略 ,首次成功地制备出一种前所未有的3D介孔氮掺杂碳超结构 。该多级结构的中心为大中空(直径约为300 nm),中空壳上均匀分布着一层超薄的球形介孔(22 nm)。同时 ,每个小球形中孔的内表面上还形成小孔(4.0–4.5 nm),从而使超结构完全互连 ,表现出超高的可及表面积(685 m2g–1)和良好的水下亲气性 。此外,还可以精准调控球形介孔的数量(70–150)、超颗粒的粒径(22和42 nm)、以及壳层厚度(4.0–26 nm) ,并且制备出其它结构如3D空心纳米囊泡和2D纳米片。测试表明 ,所制备出的介孔碳超结构可作为优异的氧还原反应(ORR)电催化剂,在碱性介质中的半波电位为0.82 V(vs RHE)。