日本东北大学的陈明伟教授课题组开发了一种碳化物介导的三维纳米多孔石墨烯的低温生长方法。
该方法以碳化镍(Ni3C)为中间体,基于NiàNi3C和Ni3CàNi + C的多次相转换反应,不仅有效模拟了传统Ni催化化学气相沉积法中的渗碳和析碳过程,也成功避免了化学气相沉积法所必要的高温反应条件。
使用该方法制备的三维纳米多孔石墨烯不仅具有双连通多孔结构和介孔级孔径,而且其孔径大小可控(25-90 nm)、比表面积大,并具备可调控的表面化学特性。
由于小孔径多孔石墨烯的高曲率和拓扑效应,该三维纳米介孔石墨烯可以有效地容纳和稳定高浓度的氮掺杂元素(5.83 at%)。应用于氧还原反应(ORR)催化剂和锌空气电池阴极,其表现出优异的电催化性能。