在过去的几十年里，采用经由各种气体或固态模板的模板辅助设计和制备多孔碳电极材料取得了极大的进步以及巨大的成功。然而，迄今为止，采用液态模板在制备多孔碳材料方面极为罕见。

近日，中国海洋大学金永成教授，柳伟教授，中国石油大学（华东）崔永朋报道了熔融的氧化硼（B₂O₃）珠既作为模板又作为B的掺杂剂，形成了包含一个由相互连接的碳纳米气泡组成的“气泡池”状骨架的独特的B，N共掺杂层次化多孔碳（BN-PC）。

文章要点

1）考虑到低成本和环境友好性， B₂O₃由于其合适的熔点（450 ℃）和易于被水除去的优点，是液态模板的理想候选材料。为了进一步简化掺杂过程，研究人员，选择NH₄HB₄O₇·3H₂O代替B₂O₃，其在热处理过程中可以分解成NH₃和B₂O₃，作为多功能催化剂，一步实现了双掺杂和模板效应。

2）研究人员首次发现了掺杂B原子对N掺杂碳网络的一种有趣的修正效应，形成了SP²短程有序和SP³缺陷区共存的“稻田”状杂化微结构，从而获得了一种既具有良好导电性又具有高容量的碳材料的理想模型。结合丰富的离子扩散路径和“气泡池”状骨架的结构完整性，基于液态模板和B、N共掺杂的综合效应，所得到的“稻田”状BN-PC材料有望在PIB和PIHC器件中提供明显增强的储钾性能。

研究工作突出了液态模板独特的造孔优点，有望为探索具有更多微结构和功能创新的多孔碳在能量存储和其他领域的应用提供指导。

参考文献

Wenting Feng, et al, Liquid-State Templates for Constructing B, N, Co-Doping Porous Carbons with a Boosting of Potassium-Ion Storage Performance, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202003215

https://doi.org/10.1002/aenm.202003215