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多孔碳材料因其前体来源广泛、制备成本低、良好生物相容性和化学稳定性而广泛应用于气体吸附与分离、水净化、催化和电化学领域。影响多孔碳材料性能的主要因素是杂原子掺杂、比表面积及孔结构。作为CO2吸附剂,高比表面积和微孔结构能提高碳材料CO2吸附量;杂原子能增加材料对CO2的亲和力,提高CO2/N2选择性。应用于电化学,杂原子可有效地改变碳骨架的电子结构和表面化学性质,促进碳表面上的电化学反应;多级孔结构(微孔、介孔和大孔)可通过缩短扩散路径促进O2和电解质离子的输送;较高比表面积可增加多孔碳材料有效催化活性位点密度。微孔有机聚合物(MOPs)是由C、N、O、H等轻元素组成、具有高比表面积、含有丰富微孔结构的一类聚合物。大部分MOPs具有刚性的芳香环结构,不需要额外的交联或预氧化,在高温下碳化骨架能保留微观结构,形成多孔碳材料。MOPs的聚合物设计和化学合成多样性和灵活性,以及自身的孔结构及形貌特点,为设计和制备多孔碳材料提供新思路。本文选用六醛基苯氧基环三磷腈和不同胺类单体,采用席夫碱反应一步法合成含有N、P杂原子的多孔有机聚合物,反应简单且不涉及任何金属催化剂。然后直接高温热解,获得高比表面积的N,P掺杂多孔碳材料。通过扫描电子显微镜(SEM),拉曼光谱(Roman),X射线光电子能谱(XPS),比表面积及孔径分析仪等测试方法表征材料的形态、结构和组成。其中C-POP-2-900在压力1 bar,273 K和298 K温度下均有最高的CO2吸附量,分别为18.6 wt%和12.2 wt%。并且,这种N,P掺杂的多孔碳材料表现出高电催化性能,例如这种催化剂在ORR的应用中支持4-电子转移,同时与Pt/C相比具有优异的稳定性和更高的甲醇耐受性。这些结果表明本方法在制备具有电催化性的多杂原子掺杂碳材料方面前景十分广阔。此外,关于多孔碳材料在电化学领域的研究主要集中在控制材料的孔结构与杂原子掺杂,在微观形貌对于电催化活性的影响的研究十分有限。本文以氨基修饰的Si O2为模板,制备Si O2@POP的核壳结构,然后高温碳化,刻蚀模板,形成N,P掺杂的空心碳球,拟研究形貌对于ORR催化性能的影响。通过优化实验过程,尽管未能制备出预先设计的空心碳球,但是优化过程还是具有一定趋势,仍需进一步探索。