从传统的活性炭和炭黑到最近发现的碳纳米管和石墨烯，碳基材料构成了一类在广泛应用中不可或缺的材料它们的多功能性源于许多特点，包括化学惰性，低密度，以及机械和化学稳健性。
近日，康奈尔大学Nikolaos Chalmpes，Emmanuel P. Giannelis报道了一个家族的碳吸附剂通过整合自燃与活化反应在模板的底物合成。
文章要点
1）材料设计导致纳米多孔碳的BET面积为4800 m2 g-1，总孔隙体积为2.7 cm3 g-1。据我们所知，这个BET面积值是文献中报道的最高的。
2）电子自旋共振（ESR）测量确定了自由基的数量，以提供对超高表面积碳形成的机制理解。结合XPS，研究人员提出了一种基于环基五边形环和碳自由基之间协同作用的机制，这种机制可以用来生产其他高多孔碳。
3）在动态CO2捕获条件下测试的高孔碳的CO2捕获能力为~ 1.25 mmol g−1，而在类似条件下常规活性炭的CO2捕获能力为0.66 mmol g−1。CO2捕获动力学非常快，在120 s内达到总容量的99%。最后，超级电容器电极提供高达60 W h L−1的高体积能量密度和1 kW L−1的体积功率密度，这是活性炭报道的最高值。
参考文献
Nikolaos Chalmpes, et al, Ultrahigh Surface Area Nanoporous Carbons Synthesized via Hypergolic and Activation Reactions for Enhanced CO2 Capacity and Volumetric Energy Density, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c10531
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c10531
