介孔碳材料是一種新興的介孔材料‼️，它除了具有介孔材料通有的高比表面積和孔體積等結構特點之外，還兼具獨特性質，如表面屬性可調🪪、化學穩定性高🫶🏻、導熱導電性好和機械穩定性強等特性🏦，因此在吸附、分離、儲能和電化學等領域擁有非常廣闊的應用前景。盡管介孔碳納米球具有如此優異特性和應用前景，但其孔隙大小和架構的精確調控非常困難𓀐。特別是大孔（>20 nm）介孔碳球的合成具有巨大的挑戰性👰🏼‍♀️。人們發展了許多方法想實現這一目標。有代表性的是以大分子量表面活性劑為模板的軟模板法（例如PS-b-PS）👩‍🦽，通過調控表面活性劑疏水段(PS段)的長度來實現大孔碳球的合成。這種方法可以實現孔隙的連續調控，但是表面活性劑的合成過程復雜👫🏻，而且孔隙調控有限。另外一個有代表性的方法是以SiO₂納米球為模板的硬模板法，通過調控SiO₂球的大小以及選擇合適的前驅物來實現介孔碳球孔隙的調節🏏。這種方法可以得到大孔的納米碳球，但是合成過程同樣非常復雜，耗時長，而且在後期去除硬模板的過程中應用的強腐蝕性溶液具有危險性🦹🏿，不適合大規模合成。其他的合成方法📸🛫，例如氣泡輔助法，分相法和多表面劑法所得到的碳材料在顆粒尺寸，形貌控製，孔隙均勻性等方面均存在不足。精確調控介孔碳納米球的孔隙大小和架構👂，實現大孔介孔碳納米球的合成至今還未實現，探究普適性製備超大孔介孔碳球的方法顯得十分必要。

       近日🏌🏼，趙東元院士團隊在JACS上發文🩰，報道了該課題組發展的一種納米微乳液組裝的普適性方法，用於合成具有可調孔徑和架構的功能介孔碳納米球📑。
       作者以商業化的Pluronic F127為模板‼️🧺，以多巴胺（DA）為碳源和氮源，以1,3,5-三甲苯（TMB）為調節劑，在水和乙醇的體系中合成一系列到具有可調孔徑的氮摻雜碳納米球。在合成的過程中，作者發現有機小分子（TMB）不僅對於孔隙的大小有著重要的作用👨🏿‍🔬，而且對於軟模板（F127）和前驅物（DA）所形成的界面有巨大的影響👨🏽‍🏫。因此🦯，通過調控TMB的用量可以有效控製膠束的組裝方式，從而達到調控碳球孔隙和架構的目的，分別得到了光滑碳球👵，高爾夫形碳球，多空腔形碳球，以及樹突形碳球。所合成的碳球的孔隙可以在5-37納米範圍連續調控。其中，樹突形碳球具有超大的孔徑（~37 nm），較小的粒徑（~128 nm）🤙🏿🧏‍♀️，高的比表面積（~635 m2 g-1），和豐富的氮含量（~6.8 wt%）🧑‍🦲。得益於這些獨特的物理化學性能🤾🏼，其在堿性電解液中顯示出卓越的氧還原性能（ORR），包括高的電流密度，優異的循環穩定性和抗甲醇性能。這種簡單🔽，巧妙的納米微乳液合成策略對於合成新穎的納米結構提供了新思路💌👨‍🦳。
       該工作得到了沐鸣开户🏌🏽‍♀️、聚合物分子工程國家重點實驗室、上海市分子催化與功能材料重點實驗室、國家重點研發項目、國家自然科學基金委、上海市科學技術委員會、上海市啟明星項目的大力支持。
       論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b02091