通过均匀地在单分子层上覆盖多孔层而形成的二维纳米多孔异质结构复合材料为改善和优化二维材料的电化学性能提供了前所未有的机会。

有鉴于此，日本国立物质材料研究所Yusuke Yamauchi和Jie Wang等人，研究了由碳纳米点均匀修饰的二维微孔碳纳米片组成的多孔全碳异质结构。

本文要点

1）表面活性剂Pluronic F127-resol复合胶束(“resol”是酚醛聚合物的一种形式)以六角形排列的纳米点的形式自组装在沸石型咪唑骨架纳米片的表面，产生异质结构。水热处理后，再在氮气气氛下碳化，纳米点-纳米片组装成由中空碳纳米点(CNDs)和微孔碳纳米片(CNFs)组成的碳基材料，即CND@CNF复合材料。

2）二维微孔碳纳米薄片与碳中空纳米点的结合增强了活性位点的暴露并改善了各个方向的传质。

3）使用含钴 (Co) 的 ZIF 合成了 Co-Nx 掺杂的 CND@CNF 复合材料，该复合材料的氧还原电催化活性和长期稳定性甚至优于商业Pt/C催化剂。

总之，这种结构工程策略已被用于设计和合成具有高电催化效率的二维异质结构，并将有助于重要电化学能量存储和转换应用的未来发展。

参考文献：

Yongqi Yin et al. Nanoarchitecturing Carbon Nanodot Arrays on Zeolitic Imidazolate Framework-Derived Cobalt–Nitrogen-Doped Carbon Nanoflakes toward Oxygen Reduction Electrocatalysts. ACS Nano, 2021.

DOI: 10.1021/acsnano.1c02950

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c02950