梁振金， 洪梓博， 解明月， 顾 栋

（武汉大学 高等研究院，湖北 武汉 430072）

1 前言

根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）对多孔材料的分类，多孔材料按照孔径大小可分为微孔材料（孔径＜2 nm）、介孔材料（2 nm≤孔径≤50 nm）和大孔材料（孔径＞50 nm）[1]。介孔炭材料是介孔材料的一个重要种类，由于其具备高比表面积、大孔体积、孔径大小均一且可调控、良好的电导率和优越的化学、机械和热稳定性等优点，已经广泛应用于催化、吸附、分离、能量存储与转换、药物载体以及环境治理等多个领域[2-7]。其中电化学催化是介孔炭材料在催化领域的一个非常重要的分支。其在电化学催化上的应用，已由传统电催化反应（如氧还原反应（ORR）、析氧反应（OER）、析氢反应（HER））扩展到电催化有机合成领域（图1）。介孔炭材料的电化学催化性能受其比表面积、孔道结构、孔径大小和杂原子掺杂等因素的影响[8-10]。此外，金属或者金属化合物（如金属氧化物、硫化物、氮化物以及磷化物等）与介孔炭材料复合也会显著地影响材料的电化学催化性能[11-16]。因此，对介孔炭材料的孔结构和成分的调控能够有效地优化其电化学催化性能。

介孔炭材料的孔道结构、孔径大小和比表面积对其电化学催化性能的影响主要表现在以下方面：（1）孔径大小和孔道结构会影响客体物种向孔道内部的扩散。Sung等研究了介孔炭材料孔径的大小对ORR性能的影响，其结果表明，孔径的大小对O2扩散和ORR活性有着明显的影响[8]。介孔的存在能够增加电解液与电极的接触面积，从而有利于O2在电极上反应。……