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　　碳材料，特別是二維碳材料，如石墨炔、石墨烯，具有高度共軛的碳骨架，均勻分布的孔隙和二維層狀平面特性，擁有巨大的應(yīng)用前景。其中由苯環(huán)和炔鍵鏈接構(gòu)成的石墨炔類碳材料，具有更大的孔道構(gòu)造和大量的sp雜化碳原子，能夠提供豐富的離子通道和催化活性位點(diǎn)。青島能源所碳基材料與能源應(yīng)用研究組研究發(fā)現(xiàn)，石墨炔碳材料可以通過前驅(qū)體控制、化學(xué)鍵合、熱處理等方式引入特定的異原子，增加更多的活性位點(diǎn)或者催化中心，進(jìn)而制備出電化學(xué)性能更好的儲(chǔ)能材料、電催化材料，在電化學(xué)儲(chǔ)能、燃料電池電催化等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，相關(guān)文章一經(jīng)發(fā)表就被多個(gè)國(guó)際知名期刊選為封面文章。

　　研究組基于石墨炔類碳材料的可控制備和應(yīng)用，在可充電電池、太陽能電池、催化劑和電子材料等領(lǐng)域均取得了一系列重要的研究進(jìn)展。石墨炔中富含大量的乙炔鏈，而這些乙炔鏈中的sp雜化碳一方面可以作為反應(yīng)的活性位點(diǎn)，同時(shí)也可以作為異原子的附著點(diǎn)位，研究人員充分利用石墨炔的這一特點(diǎn)，通過對(duì)石墨炔類碳材料進(jìn)行異原子摻雜（如鐵、氮、硫等）制備得到了石墨炔異原子摻雜材料；進(jìn)一步的應(yīng)用研究表明，所制備的摻雜石墨炔類碳材料在鋰離子電池、鋰離子電容器、鈉離子電容器以及電催化等器件應(yīng)用中均表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。相關(guān)成果已經(jīng)分別作為期刊封面發(fā)表在國(guó)際知名期刊CARBON, Chem. Eur. J., ChemSusChem和ChemElectroChem上(DOI: 10.1016/j.carbon.2018.05.049, 10.1002/celc.201800300, 10.1002/celc.201800516, 10.1002/cssc.201802170, 10.1002/chem.201900477, 10.1002/chem.201900943)。上述研究成果對(duì)于新型碳材料的開發(fā)制備及其催化、儲(chǔ)能應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。

　　本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，中科院前沿重點(diǎn)項(xiàng)目，山東省自然科學(xué)基金的支持（更多信息請(qǐng)?jiān)L問http://cs.qibebt.ac.cn:8081/research）。 （文/圖 楊澤）

圖 碳基材料與能源應(yīng)用研究組近期在國(guó)際知名期刊發(fā)表的封面文章