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01【導讀】

多孔碳材料，包括但不限于活性碳、有序介孔碳、碳化物衍生碳、沸石模板碳、鹽模板碳、金屬有機骨架（MOF）衍生碳和新興的分子組裝多孔碳，在能源和環(huán)境領域發(fā)揮著重要作用。由于其優(yōu)越的結構特性，如高比表面積、發(fā)達的孔隙率、明確的孔隙參數(shù)、可調節(jié)的表面化學、顯著的物理化學穩(wěn)定性和良好的導電性，這些材料被不僅能夠在孔壁上而且在內部孔通道中吸附、儲存或與客體物質相互作用。通過結構性能的合理設計，多孔碳的活性可以針對許多目標應用進行定制，包括超級電容器、電池、燃料電池、水處理、氣體存儲/分離和催化。然而，除了活性炭外，這些多功能納米碳的大規(guī)模生產仍然受到限制。盡管已經取得了巨大的進展，但對多步驟/耗時的制造路線的需求以及模板/危險試劑的使用都在不斷阻礙多孔碳的商業(yè)化。例如，模板的利用，如介孔二氧化硅、沸石、熔鹽和 MOF 會導致復雜的合成和去除步驟。此外，從碳化物中提取金屬一般采用劇毒氯氣。

活性炭是最重要的一類高表面積多孔材料?；钚蕴渴蔷哂懈弑砻娣e和發(fā)達的內部孔隙度的多孔碳質材料，已通過成熟的碳化-活化技術商業(yè)化。由于其獨特的結構、低廉的價格和大規(guī)模的生產技術，這些多孔碳傳統(tǒng)上被用作消除污染的吸附劑。在過去的十年中，在合成、結構、應用、理論和實驗方法等方面出現(xiàn)了許多創(chuàng)新。

02【成果掠影】

近日，揚州大學龐歡教授等人發(fā)表了評述性論文，從合成化學和材料科學的角度全面回顧了活性炭的最新進展。

相關綜述文章以“Understanding Synthesis–Structure–Performance Correlations of Nanoarchitectured Activated Carbons for Electrochemical Applications and Carbon Capture”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。

03【核心內容】

本文章的目標是闡明這些重要的多孔材料的關鍵結構特性和制備方案，并推薦未來的前景?；钚蕴康纳钊胙芯颗d趣在于其優(yōu)越的物理化學/結構性能，包括高表面積、發(fā)達的孔隙率、明確的孔參數(shù)、可調節(jié)的表面化學、顯著的熱/化學穩(wěn)定性、多功能形態(tài)和良好的電學性能。對這些結構特征的機制理解將指導高性能活性炭材料的可控設計。原則上，所有應用都指向吸附、儲存或與客體物質的相互作用，例如電解質離子、硫、氧、硒、溴、碘和二氧化碳分子?？傊?，這篇綜述有助于從合成化學和材料科學的角度解決活性炭在電化學領域和 CO2 儲存/分離方面的重大發(fā)展。突出了潛在的合成-結構-性能關系。作者希望這篇評論不僅向讀者介紹活性炭領域的進展概況，而且提出未來挑戰(zhàn)和在實際應用中取得成功的前景。因此，仍然需要解決一些重要問題：i）精確控制具有優(yōu)選結構特性的合成；ii) 對活性炭進行更現(xiàn)實和定量的表征是復雜但非常需要的；iii) 建立材料結構、應用性能和反應機理之間的相關性是必要的；iv) 探索新的特種活性炭基復合材料。如圖3所示，解決這些問題對于活性炭技術的未來發(fā)展至關重要，包括但不限于促進多功能活性炭的設計，拓寬應用范圍，提高實用性能。

04【數(shù)據(jù)概覽】

圖一、活性炭材料的制備、質地和應用中的關鍵主題示意圖及其潛在相關性? 2022 The Authors

圖二、活性炭的內在性質和結構特性之間的關系? 2022 The Authors

圖三、概述活性炭技術的流程圖、挑戰(zhàn)和未來方向? 2022 The Authors

作者簡介

龐歡，南京大學理學博士，揚州大學教授，博士生導師。教育部新世紀優(yōu)秀人才（2013）；教育部青年長江學者（2018）；江蘇省杰出青年（2020）；全球高被引學者。作為揚州大學代表之一與Elsevier聯(lián)合創(chuàng)刊EnergyChem、擔任管理編輯；任《國家科學評論》學科編輯組成員；多個期刊編委、青年編委學術兼職。主要從事基于配合物框架材料的能源化學研究。近年來以第一/通訊作者在《國家科學評論》、Chem. Soc. Rev.，Adv. Mater.，Angew. Chem. Int. Ed.，Nano Letters, 等期刊發(fā)表SCI論文300多篇，論文被引次數(shù)達18000余次，H因子為80。主編/著英文書籍3本，主編江蘇省重點教材2部：《能源化學》、《能源化學實驗》高教社。授權國家發(fā)明專利20項。主持或完成國家自然科學基金3項（聯(lián)合重點1項）。曾獲教育部自然科學一等獎（2020，R3）、江蘇省教育教學與研究成果獎二等獎（2018，R1）、河南省科學技術進步二等獎（2016，R3）、中國電子學會科學技術一等獎（2019，R4）、大學生挑戰(zhàn)杯全國一等獎（2017）、三等獎（2019）指導教師、揚州大學“金講臺”獎（2018）。

文獻鏈接：Understanding Synthesis–Structure–Performance Correlations of Nanoarchitectured Activated Carbons for Electrochemical Applications and Carbon Capture. https://doi.org/10.1002/adfm.202204714.