近日，青岛生物能源与过程研究所研究员王光辉联合浙江工业大学教授朱艺涵开发了一种单开口中空碳球（HCH），并进一步研究了其在有机染料分子吸附过程中的性能及空间限域效应，相关研究成果发表在“Chem.Mater”（材料化学）期刊。

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

不同结构（HCS、HCB、HCH）中空碳球及吸附强化过程

中空碳材料因其独特的空腔结构、高的比表面积及孔隙率等优点，在催化、吸附、储能和生物医学等领域有着广泛的应用前景。

此前的研究中，王光辉团队发现中空碳壳层上的孔道尺寸对传质有显著的影响，对于与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储等作用。基于上述认识，研究人员开发了一种聚乙二醇（PEG）分子，利用其在高温水热过程中与水分子的氢键作用力减弱、疏水性增强，在微乳界面起到反向破乳剂的作用，使得微乳模板的稳定性降低，通过改变PEG分子的大小，最终成功合成三种碳球，完整中空结构（HCS）、半碗结构（HCB）和单开口中空碳球（HCH）。

通过对比研究表明，在吸附大分子染料的过程中，HCH较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）。该研究结果进一步证明了HCH的空间限域效应，在吸附大分子过程中产生富集作用。

编译整理 YUXI

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