从碳管到碳笼——材料设计及能源应用

【作者】 吴强； 杨立军； 王喜章； 胡征；

【机构】 南京大学化学化工学院；

【摘要】 <正>纳米材料的合成正在经历从经验科学走向理性设计的转变,这种转变有赖于对生长机理的深刻认识,与此同时,纳米研究也在介观科学范畴内不断拓展及深化。基于上述趋势,我们从认识生长机理着手,以定量化的原位实验及理论计算揭示了以苯作前驱物生长碳纳米管的苯环生长机理,发明了原位模板法制备介观结构碳基纳米笼的方法。在此基础上,实现了一系列新型碳基纳米材料的设计及可控制备,进而系统地发展了一系列先进的高分散催化剂、单位点催化剂及碳基无金属催化剂,以及超级电容器、锂硫电池等储能器件的电极材料,展现出十分优异的能源转化及储存性能,在认识构效关系及调控机制、开发先进功能等方面取得重要进展,应用前景十分广阔。[1-3]更多还原