聚离子液体(PIL)是杂原子掺杂碳材料的常见前体。尽管碳化率量相对较高，但PIL到碳的转化过程在保持纳米尺度的形态和结构方面仍面临一定挑战。
近日，波茨坦大学Yan Lu，斯德哥尔摩大学Jiayin Yuan开发了一种简单的合成路线来合成结构复杂的PIL纳米囊泡为模板的碳复合纳米胶囊，其中包含嵌入碳纳米胶囊中的尺寸为3-5nm的超细氮化铁纳米颗粒。
文章要点
1）在保护性聚多巴胺(PDA)涂层的辅助下，结合离子交换过程以引入铁物种，尽管由于大的重量损失而在一定程度上不可避免地发生尺寸收缩，但PIL纳米囊泡的中空球形形态随着热解而得以保留，并成功转移到功能性复合材料中。
2）所设计的纳米复合材料作为锂-硫电池的高效硫主体材料具有显著改善的电化学性能。研究发现，催化和导电的氮化铁纳米粒子具有丰富的活性中心，有助于循环过程中LiPS转化和Li2S成核。
3）这种合成路线可用于制备具有类似纳米结构的其他金属化合物(氮化物、硫化物和磷化物),以用于更广泛的电化学应用，即燃料电池和超级电容器。
参考文献
Dongjiu Xie, et al, Poly(ionic liquid) Nanovesicle-Templated Carbon Nanocapsules Functionalized with Uniform Iron Nitride Nanoparticles as Catalytic Sulfur Host for Li−S Batteries, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c01992
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01992
