近日，青島生物能源與過程研究所研究員王光輝聯(lián)合浙江工業(yè)大學(xué)教授朱藝涵開發(fā)了一種單開口中空碳球（HCH），并進一步研究了其在有機染料分子吸附過程中的性能及空間限域效應(yīng)，相關(guān)研究成果發(fā)表在“Chem.Mater”（材料化學(xué)）期刊。

論文地址：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c04419

不同結(jié)構(gòu)（HCS、HCB、HCH）中空碳球及吸附強化過程

中空碳材料因其獨特的空腔結(jié)構(gòu)、高的比表面積及孔隙率等優(yōu)點，在催化、吸附、儲能和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

此前的研究中，王光輝團隊發(fā)現(xiàn)中空碳殼層上的孔道尺寸對傳質(zhì)有顯著的影響，對于與孔尺寸相近或更大的底物分子，空腔并不能起到富集或者存儲等作用?；谏鲜稣J(rèn)識，研究人員開發(fā)了一種聚乙二醇（PEG）分子，利用其在高溫水熱過程中與水分子的氫鍵作用力減弱、疏水性增強，在微乳界面起到反向破乳劑的作用，使得微乳模板的穩(wěn)定性降低，通過改變PEG分子的大小，最終成功合成三種碳球，完整中空結(jié)構(gòu)（HCS）、半碗結(jié)構(gòu)（HCB）和單開口中空碳球（HCH）。

通過對比研究表明，在吸附大分子染料的過程中，HCH較HCS和HCB具有更快的吸附速率和更高的吸附容量（HCH的吸附容量是HCS的4倍）。該研究結(jié)果進一步證明了HCH的空間限域效應(yīng)，在吸附大分子過程中產(chǎn)生富集作用。

編譯整理 YUXI

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