在过去的十年里，受限纳米空间热解(CNP)作为制备空心结构多孔碳(HSPC)的一般策略受到了越来越多的关注。CNP策略的独特优势包括其在控制HSPC的单分散性，孔隙率和内部空腔方面的出色能力。因此，所获得的HSPC在高分散性和特殊腔体要求的应用中表现出色，例如药物输送，能量存储，催化等。

有鉴于此，大连理工大学陆安慧教授等人，首先总结了CNP策略的基本原理及其在结构变化方面的研究进展，然后通过具体的合成实例讨论了CNP策略的典型应用。此外，还为CNP策略制备专用空心结构多孔材料的未来发展提供了见解。

本文要点

1）受限纳米空间热解策略是制备具有优异单分散性和内部腔壳孔隙率可调的中空纳米碳结构的一种独特技术，在各种应用领域受到广泛关注。重点介绍了该策略的独特优点，包括在高温热解过程中抑制团聚，以确保优异的单分散性，以确保原位形成内腔的自活化机制，通过约束度参数的调整，空心结构和孔隙率的可控性以及从球形向非球形和从聚合物向其他复合材料扩展的普遍性。已经对潜在的机理和原理进行了充分的讨论，从而为面向应用的功能性空心结构多孔材料的设计和合成提供理论指导。考虑到HSPC的应用，在各种类型的电池中，可用的空腔和多孔碳壁可以缓解充放电过程中的体积变化和宿主活性物种，从而大大提高循环性能和电化学催化活性。在催化领域，HSPCs纳米反应器可以增强反应物的传质和传热，从而促进反应的进行。活性位点的形貌、空腔大小和位置会影响反应物或生成物的聚集状态和活性位点附近的浓度等微环境。通过调整纳米反应器的这些参数，可以智能地调节活性和选择性，从而提高纳米催化剂的性能。

2）尽管CNP战略取得了重大进展，但仍存在几个有待进一步努力的问题。第一个问题是在合成过程中，去除二氧化硅的过程中可能会发生空洞和孔隙结构的收缩甚至坍塌。根据空穴形成机理，碳质挥发物沉积在二氧化硅壳的孔中并形成孪晶状的碳/硅杂化物。蚀刻二氧化硅后，残留的碳骨架强度可能不足以保持原始的中空和多孔结构，从而导致收缩甚至塌陷。因此，在多步处理中开发强化碳壳并保持结构稳定性的策略非常重要。此外，将CNP策略与其他合成技术相结合以制造多功能HSPC也是有希望的方向。

参考文献：

Zhang, RP., Li, WC., Hao, GP. et al. Confined nanospace pyrolysis: A versatile strategy to create hollow structured porous carbons. Nano Res., 2021.

DOI: 10.1007/s12274-021-3425-9

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3425-9