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  多孔碳材料由于其低密度、高比表面積和可調(diào)節(jié)的多孔結(jié)構(gòu)，在催化、生物醫(yī)學、氣體吸附/分離和能源相關(guān)應用中越來越受到關(guān)注。獨特的孔結(jié)構(gòu)對材料的性能具有顯著的影響。與單一的孔結(jié)構(gòu)相比，多級孔結(jié)構(gòu)的具備獨特的甚至新的物理化學性質(zhì)，特別是多級孔結(jié)構(gòu)的介孔碳球。然而，如何精確實現(xiàn)多級孔材料中的大孔結(jié)構(gòu)和介孔結(jié)構(gòu)的同時調(diào)控，特別是在明確控制有序的多級孔結(jié)構(gòu)和同時保持規(guī)則形態(tài)的雜原子摻雜的材料方面仍然存在一定難度，這極大限制了多孔碳材料的研究與發(fā)展。因此，精確調(diào)節(jié)有序的多級孔結(jié)構(gòu)且保持規(guī)則的幾何形貌的雜原子摻雜多級孔碳球非常有前景，這可能大大擴展其應用領(lǐng)域。

圖二 （A，C，E）分別為NPCS-40，NPCS-35，NPCS-3的SEM圖和（B，D，F）TEM圖，（G）粒徑分布圖，（H，I）分別為NPCS-x的HADDF和元素分布圖，（J）材料的壓汞儀和BET測出的孔徑分布圖

  研究表明通過溶劑介導的聚合誘導自組裝策略實現(xiàn)了氮摻雜碳球的球孔NPCS-x介孔-大孔尺寸、及碳球的尺寸同時可調(diào)，如圖二所示，多級碳球NPCS-40、NPCS-35和NPCS-30的孔結(jié)構(gòu)從碳球中心徑向排列，其尺寸和孔道大小范圍從1.2 μm、9/50和227 nm到1.0 μm、40、183 nm和480、24和95 nm。上述結(jié)論可知，通過調(diào)節(jié)二元溶劑體系中的共溶劑的體積分數(shù)，我們可以同時調(diào)節(jié)多孔小球的尺寸及其孔結(jié)構(gòu)的尺寸，因此可知二元共溶劑體系對多孔小球的合成過程的調(diào)控是及其重要的。（如圖二所示）

圖三（A-E）二元溶劑體系對孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控機理，（E-G）分子動力學（MD）模擬不同溶劑體系中的二聚體與三嵌段共聚物F123、P123和水分子之間氫鍵數(shù)目，（H）溶劑對介孔-大孔的調(diào)控機理

圖四（A-D）分別為NPCS-x的類氧化酶（OXD）、類過氧化物酶（POD）、類過氧化氫酶（CAT）和類超氧化物歧化酶（SOD）活性動力學曲線，（E，F）分別為NPCS-x的類OXD（紅色）和類POD（橙色）的V_Max和K_m，（G，H）在類OXD催化中的超氧自由基和POD催化中的羥基自由基EPR圖

  文章信息： Zhiqing Liu, Wei Li,* Wenbo Sheng, Shiyu Liu, Rui Li, Qian Li, Danya Li, Shui Yu, Meng Li, Yongsheng Li,* and Xin Jia*， Tunable Hierarchically Structured Meso-Macroporous Carbon Spheres from a Solvent-Mediated Polymerization-Induced SelfAssembly，J. Am. Chem. Soc. 2023, DOI: 10.1021/jacs.2c12977

  全文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.2c12977

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