德国亥姆霍兹研究中心协会 带有孔隙的碳结构示意图
信用:HZB 由碳制成的纳米结构用途极其广泛
它们可以吸收电池和超级电容器中的离子，储存气体和淡化水
他们如何处理手头的任务很大程度上取决于纳米孔的结构特征
HZB的一项新研究表明，随着合成温度的升高，由于形态转变而发生的结构变化也可以使用小角x光散射直接测量
研究结果现已发表在《碳》杂志上
优化的纳米多孔碳可以用作快速电子和离子传输的电极，或者提高能量存储和转换装置的性能
因此，孔的尺寸、形状和分布的可调性是非常需要的
HZB软物质和功能材料研究所的研究小组与爱沙尼亚塔尔图大学的一个小组合作，根据合成条件研究纳米孔的纳米结构、内表面、尺寸、形式和分布
爱沙尼亚的同事通过碳化钼粉末(Mo2C)与气态氯在600、700、800、900和1000摄氏度下反应，生产出一系列纳米多孔碳
根据所选择的合成条件，纳米多孔碳表现出不同的性质，例如表面积、孔隙率、电子和离子导电性、亲水性和电催化活性
在HZB用透射电子显微镜分析了表面结构
纳米碳材料的内表面积通常通过气体吸附来研究
然而，这种方法不仅相对不准确，而且不包含关于孔的形状和大小的信息
为了获得更深刻的见解
埃内利·黑克和她在HZB的同事研究小角x光散射，这种技术可以获得纳米尺度上各种结构特征的信息，包括平均孔径
小角x光散射不仅提供了精确的内表面面积和平均孔径的信息，而且还提供了它们的角度，即
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形成的孔的尖锐边缘，对材料的功能化起主要作用
“SAXS的分析总结了大量的微孔，忽略了误导性的假设，从而直接将材料的纳米结构结构与工程研究中的宏观技术参数联系起来，”哈克解释说
主要目的是了解碳的结构形成和电化学特性作为合成温度的函数
“为了达到最佳功能，不仅高的内表面面积是至关重要的，而且毛孔应该有完全正确的形状、大小和分布，”哈克说
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