基于共聚物胶束的组装策略合成介孔碳球—催化剂制备11

到目前为止，已经用不同的方法制备了各种多孔碳球，包括基于Stöber的方法、软/硬模板法以及直接聚合法。然而这些方法制备的碳球的孔径小于3 nm，严重阻碍了其实际应用。通过使用高分子模块聚合物可以制备孔径在10 nm以上的多孔材料。然而它们大多数是薄膜形态，且颗粒形状不规则。这些制备方法是基于溶剂蒸发，不适用于制备介孔碳球。本文通过使用高分子聚合物聚苯乙烯嵌段聚环氧乙烷(PS-b-PEO)为模板，制备了一种具有较大尺寸孔径的N掺杂介孔碳球。

制备思路: 合成的关键是DA(多巴胺)/PS-b-PEO复合胶束的使用，这种材料在反应液中预先形成。DA分子聚合并且进一步与PS-b-PEO共组装形成PDA/Ps-b-PEO复合球。在碳化过程中，作为孔形成剂的PS-b-PEO被去除，在碳球中留下中孔结构。

在N₂保护下，将PDA/PS-b-PEO复合球体在800 ℃煅烧2h得到N掺杂多孔纳米球(NMCS)。经过碳化后，原有的球形型态完全保留，没有形成裂缝。与碳化前的PDA/PS-b-PEO复合球体相比，NMCS的尺寸减小。大小均匀的中孔在球体表面分布良好，从SEM图中可以粗略估计介孔随着PS链长度增加而增加。NMCS中的球形形态和中孔结构仍然完好无损，即使将碳化温度扩大到1000 °C，也显示出良好的结构稳定性。

参考文献：

Tang, J.; Liu, J.; Li, C.; Li, Y.; Tade, M. O.; Dai,S.; Yamauchi, Y., Synthesis of nitrogen-doped mesoporous carbon spheres withextra-large pores through assembly of diblock copolymer micelles. AngewandteChemie 2015, 54 (2), 588-93.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25393650