多孔碳材料在各种能源和环境相关的应用中表现出了优异的性能。在过去的几十年里，人们在纳米多孔碳的孔径、表面化学和结构等方面进行了大量的协同设计和调控。现将2019年至 2021年部分发表的多孔碳材料相关综述文献进行汇总，以便了解多孔碳材料发展趋势和关注热点。2019年01多孔碳材料的研究进展
多孔碳材料具有高的比表面积、可调控的物理化学性质、价廉易得等优点，在能源存储和转换、催化、吸附分离等领域展现出了巨大的应用前景。多孔碳材料的制备方法和前驱体的选择直接决定了其性能及使用范围。聚合物结构丰富，通过碳化不同结构的聚合物制备多孔碳材料是目前多孔碳材料的研究热点之一。南开大学王鸿教授团队以“多孔碳材料的研究进展”为题在《中国科学：化学》期刊发表评述，详细综述了目前多孔碳材料的主要制备方法以及聚合物作为碳前驱体，其结构与多孔碳材料结构与性能之间的构效关系。最后，对多孔碳材料的未来发展方向做了进一步的展望。原文信息DOI：10.1360/N032018-0021702用于二氧化碳捕获的生物质衍生多孔碳近年来，寻求生产用于CO2捕获的经济高效的吸附剂受到了极大的关注。生物质衍生多孔碳由于其优异的质地特性、可调节的孔隙率和低成本被认为是最优选的 CO2 捕获吸附材料。包括固态活化在内的不同类型的活化过程在这些材料中具有适当的形态和其他物理化学性质，使它们能够作为有效的 CO2 捕获吸附剂。纽卡斯尔大学的Ajayan Vinu教授团队以“Biomass derived porous carbon for CO2 capture”为题在《Carbon》期刊发表综述，在这篇综述中，整合已发表文献中的关键科学成果，并提供了批判性评论，以对生物炭和活性炭的生产及其在 CO2 捕获中的应用提供广泛的见解。详细介绍了对纤维素、半纤维素和木质素的热解机制的全面回顾。讨论了不同活化剂生产活性炭的能力。介绍了生物炭和活性多孔碳在CO2 捕获领域中的应用进展。最后概述了未来前景和潜在研究方向，这些方向可以促进生物质衍生多孔碳材料在二氧化碳捕获和能量储存等应用中的利用。03不同维度生物质衍生多孔碳材料在超级电容器电极方面的应用进展中科院山西煤化所陈成猛研究员团队以”Biomass-derived porous carbon materials with different dimensions for supercapacitor electrodes: a review”为题在国际期刊《Journal of Materials Chemistry A》上发表综述文章。前期分别以柳絮（JMCA. 2016, 4, 1637-1646）、木棉（Sustainable Energy Fuels, 2018,2, 455-465）、以及中空碳微管为模板进行氢氧化镍生长获得了复合电极（ChemElectroChem, 2018, 5, 1279–1287），这些生物质基炭材料应用在超级电容器中均取得了优异的电化学性能。基于此，作者在文中进一步重点梳理了近几年不同维度的生物质衍生多孔炭及其作为超级电容器电极材料的研究进展，并总结了一维、二维、三维结构的生物质炭材料的结构特点及其在超级电容器中的应用优势。最后，提出了当前生物质炭基电极材料在超级电容器应用过程中存在的挑战和未来的发展前景。04多孔碳基材料设计及其CO2捕集应用近年来，由于人类能耗需求的增长和大量化石燃料的使用，二氧化碳（CO2）、甲烷、氮氧化物、氟氯烃等温室气体的排放量以惊人的速度增长，其中CO2在大气中的含量最高，是造成温室效应的主要因素。据Global Carbon Budget 2018报道，全球CO2排放量正以每年2.7%的惊人速度增长，截止2018年已达到371亿公吨。CO2造成全球气候变暖、海平面上升等生态问题日益显现，已严峻威胁人类社会存在和发展。因此，发展高效的CO2捕集（CO2 capture）技术至关重要且紧急。常见的CO2捕集技术主要包括吸收法、膜分离法和吸附法。前两者通常面对较大的技术问题，比如胺基吸收剂毒性强、对设备造成腐蚀、再生能耗高，以及需要高压实现膜分离从而导致能耗增大，分离效率和产品纯度低。多孔碳材料一直以来是材料领域和气体吸附领域的研究热点，其具有发达且易调控的孔隙结构、巨大的比表面积，以及较强的化学和热稳定性，同时对CO2的吸附容量大，原料来源广泛，成本相对低廉，尤其是在有水蒸汽的情况下使用多孔碳材料不但可以节省能耗，而且可以提升回收的CO2纯度。加拿大滑铁卢大学的陈忠伟教授研究组以“Rational Design of Tailored Porous Carbon-based Materials for CO2 Capture”为题在《Journal of Materials Chemistry A》期刊发表综述文章，系统性总结和展望了近年来多孔碳材料在CO2捕集领域的研究进展。文章首先基于不同的前驱体材料，综述了设计和合成多孔碳的方法论，着重分析了有效调节孔隙结构和表面化学性质的策略，特别总结了其制备-结构-吸附性能的关系。然后从孔结构和表面化学掺杂的层面，在本质上详细讨论了多孔碳和CO2分子之间的相互作用机理，旨在从根本上揭示并理解多孔碳基材料的CO2吸附行为。发展合理有效的多孔碳设计策略是实现高效率CO2捕集的关键。最后，文章全面总结了目前多孔碳材料在实验室制备和实际工业生产中所面临的挑战，以及对其未来发展的机会与前景进行了展望。该综述意在提供一个系统性的多孔碳材料设计和合成指导方针，为活跃在碳材料和气体吸附领域的科研人员提供参考。未来的研究重点应该关注于：1）发展绿色可再生资源作为前驱体来制备多孔碳，降低加工成本和促进可持续发展性；2）发展孔结构和表面化学高效可调的合成方法论，最大化CO2捕集效率；3）CO2捕集性能评价应在真实或者模拟真实环境（含有水蒸气、其他酸性气体等竞争吸附组分）下进行，而不是实验室规模最常见的动态纯气体测试条件；4）常被忽视的吸附动力学研究必须给予足够重视，来实现经济高效的吸附-脱附循环再生过程。05胶原基多孔炭的设计、合成及在电化学储能和转换中的应用北京化工大学王峰教授、张正平副教授研究团队和黄雅钦教授研究团队以“Porous Carbons Derived from Collagen-Enriched Biomass: Tailored Design, Synthesis, and Application in Electrochemical Energy Storage and Conversion”为题在《Advanced Functional Materials》期刊发表综述，总结了胶原基多孔炭（CPCs）的设计和合成方法，并讨论了它们在电化学能量存储和转换系统中的具体应用。本文详细描述了具有特定结构组成的富含胶原蛋白的生物质（包括动物骨、动物皮和鱼鳞），提出了基于前躯体的结构组成来设计合成CPCs的研究思路，介绍了几种典型的CPCs及其合成方法，并通过几个代表性的实例对CPCs在电化学能量存储（对称电容器、锂离子电容器、钠离子电容器和锂硫电池）和电化学能量转换（氧还原反应、氧析出反应和氢析出反应）中的应用做了详尽的阐述。2020年
多孔碳材料具有高的比表面积、可调控的物理化学性质、价廉易得等优点，在能源存储和转换、催化、吸附分离等领域展现出了巨大的应用前景。多孔碳材料的制备方法和前驱体的选择直接决定了其性能及使用范围。聚合物结构丰富，通过碳化不同结构的聚合物制备多孔碳材料是目前多孔碳材料的研究热点之一。南开大学王鸿教授团队以“多孔碳材料的研究进展”为题在《中国科学：化学》期刊发表评述，详细综述了目前多孔碳材料的主要制备方法以及聚合物作为碳前驱体，其结构与多孔碳材料结构与性能之间的构效关系。最后，对多孔碳材料的未来发展方向做了进一步的展望。原文信息DOI：10.1360/N032018-0021702用于二氧化碳捕获的生物质衍生多孔碳近年来，寻求生产用于CO2捕获的经济高效的吸附剂受到了极大的关注。生物质衍生多孔碳由于其优异的质地特性、可调节的孔隙率和低成本被认为是最优选的 CO2 捕获吸附材料。包括固态活化在内的不同类型的活化过程在这些材料中具有适当的形态和其他物理化学性质，使它们能够作为有效的 CO2 捕获吸附剂。纽卡斯尔大学的Ajayan Vinu教授团队以“Biomass derived porous carbon for CO2 capture”为题在《Carbon》期刊发表综述，在这篇综述中，整合已发表文献中的关键科学成果，并提供了批判性评论，以对生物炭和活性炭的生产及其在 CO2 捕获中的应用提供广泛的见解。详细介绍了对纤维素、半纤维素和木质素的热解机制的全面回顾。讨论了不同活化剂生产活性炭的能力。介绍了生物炭和活性多孔碳在CO2 捕获领域中的应用进展。最后概述了未来前景和潜在研究方向，这些方向可以促进生物质衍生多孔碳材料在二氧化碳捕获和能量储存等应用中的利用。03不同维度生物质衍生多孔碳材料在超级电容器电极方面的应用进展中科院山西煤化所陈成猛研究员团队以”Biomass-derived porous carbon materials with different dimensions for supercapacitor electrodes: a review”为题在国际期刊《Journal of Materials Chemistry A》上发表综述文章。前期分别以柳絮（JMCA. 2016, 4, 1637-1646）、木棉（Sustainable Energy Fuels, 2018,2, 455-465）、以及中空碳微管为模板进行氢氧化镍生长获得了复合电极（ChemElectroChem, 2018, 5, 1279–1287），这些生物质基炭材料应用在超级电容器中均取得了优异的电化学性能。基于此，作者在文中进一步重点梳理了近几年不同维度的生物质衍生多孔炭及其作为超级电容器电极材料的研究进展，并总结了一维、二维、三维结构的生物质炭材料的结构特点及其在超级电容器中的应用优势。最后，提出了当前生物质炭基电极材料在超级电容器应用过程中存在的挑战和未来的发展前景。04多孔碳基材料设计及其CO2捕集应用近年来，由于人类能耗需求的增长和大量化石燃料的使用，二氧化碳（CO2）、甲烷、氮氧化物、氟氯烃等温室气体的排放量以惊人的速度增长，其中CO2在大气中的含量最高，是造成温室效应的主要因素。据Global Carbon Budget 2018报道，全球CO2排放量正以每年2.7%的惊人速度增长，截止2018年已达到371亿公吨。CO2造成全球气候变暖、海平面上升等生态问题日益显现，已严峻威胁人类社会存在和发展。因此，发展高效的CO2捕集（CO2 capture）技术至关重要且紧急。常见的CO2捕集技术主要包括吸收法、膜分离法和吸附法。前两者通常面对较大的技术问题，比如胺基吸收剂毒性强、对设备造成腐蚀、再生能耗高，以及需要高压实现膜分离从而导致能耗增大，分离效率和产品纯度低。多孔碳材料一直以来是材料领域和气体吸附领域的研究热点，其具有发达且易调控的孔隙结构、巨大的比表面积，以及较强的化学和热稳定性，同时对CO2的吸附容量大，原料来源广泛，成本相对低廉，尤其是在有水蒸汽的情况下使用多孔碳材料不但可以节省能耗，而且可以提升回收的CO2纯度。加拿大滑铁卢大学的陈忠伟教授研究组以“Rational Design of Tailored Porous Carbon-based Materials for CO2 Capture”为题在《Journal of Materials Chemistry A》期刊发表综述文章，系统性总结和展望了近年来多孔碳材料在CO2捕集领域的研究进展。文章首先基于不同的前驱体材料，综述了设计和合成多孔碳的方法论，着重分析了有效调节孔隙结构和表面化学性质的策略，特别总结了其制备-结构-吸附性能的关系。然后从孔结构和表面化学掺杂的层面，在本质上详细讨论了多孔碳和CO2分子之间的相互作用机理，旨在从根本上揭示并理解多孔碳基材料的CO2吸附行为。发展合理有效的多孔碳设计策略是实现高效率CO2捕集的关键。最后，文章全面总结了目前多孔碳材料在实验室制备和实际工业生产中所面临的挑战，以及对其未来发展的机会与前景进行了展望。该综述意在提供一个系统性的多孔碳材料设计和合成指导方针，为活跃在碳材料和气体吸附领域的科研人员提供参考。未来的研究重点应该关注于：1）发展绿色可再生资源作为前驱体来制备多孔碳，降低加工成本和促进可持续发展性；2）发展孔结构和表面化学高效可调的合成方法论，最大化CO2捕集效率；3）CO2捕集性能评价应在真实或者模拟真实环境（含有水蒸气、其他酸性气体等竞争吸附组分）下进行，而不是实验室规模最常见的动态纯气体测试条件；4）常被忽视的吸附动力学研究必须给予足够重视，来实现经济高效的吸附-脱附循环再生过程。05胶原基多孔炭的设计、合成及在电化学储能和转换中的应用北京化工大学王峰教授、张正平副教授研究团队和黄雅钦教授研究团队以“Porous Carbons Derived from Collagen-Enriched Biomass: Tailored Design, Synthesis, and Application in Electrochemical Energy Storage and Conversion”为题在《Advanced Functional Materials》期刊发表综述，总结了胶原基多孔炭（CPCs）的设计和合成方法，并讨论了它们在电化学能量存储和转换系统中的具体应用。本文详细描述了具有特定结构组成的富含胶原蛋白的生物质（包括动物骨、动物皮和鱼鳞），提出了基于前躯体的结构组成来设计合成CPCs的研究思路，介绍了几种典型的CPCs及其合成方法，并通过几个代表性的实例对CPCs在电化学能量存储（对称电容器、锂离子电容器、钠离子电容器和锂硫电池）和电化学能量转换（氧还原反应、氧析出反应和氢析出反应）中的应用做了详尽的阐述。2020年06多孔碳纳米片的合成策略及其电化学储能应用浙江大学侯阳教授、上海交通大学麦亦勇教授和德国德累斯顿工业大学冯新亮教授等人以“Porous carbon nanosheets: Synthetic strategies and electrochemical energy related applications”为题在《Nano Today》期刊发表综述文章，全面总结了硬模板策略、软模板策略和无模板策略合成多孔碳纳米片（PCN）及其杂化材料的最新进展，总结了各策略对PCNs孔结构、纵横比和比表面积的控制，并通过如水热法，等离子体处理，NH3活化，电化学沉积等后处理进行调整、设计和控制PCNs中掺杂和嵌入的活性颗粒。分析了PCN材料在锂离子电池，超级电容器和电催化氧还原的应用。讨论了合成特定性质PCN的挑战及其电化学能源应用进展。目前，PCNs材料在能量储存和转换应用中仍然面临以下挑战：（1）如何获得可受控和有序微孔/中孔结构的PCN；（2）如何获取超高比表面积（>3000 m2g-1）的PCN；（3）如何获取超高孔体积的PCN；（4）如何获得均匀形态或维数控制等。目前，大多数报道集中在多氯化萘的合成方法和2D碳纳米片新的功能或新结构的构建。但是合成3D分级多孔碳材料，2D异质结构和厚度可控的聚合物膜的报道仍然很少。另外，可以通过共价或非共价官能化来解决PCNs的不良溶剂分散性，有助于新型PCNs材料，扩展PCNs材料在分离膜，生化传感器和量子器件等中的应用。07应用于超级电容器的多孔碳材料的合成策略随着电动汽车、便携式电子设备的快速发展，双电层型超级电容器（EDLCs）以其高功率密度、超长循环稳定性等得到了广泛的关注。多孔碳材料是商用EDLCs中最主要的电极活性材料，面临着生产成本高、生产过程设备腐蚀、污染物排放等问题。因此开发多孔碳材料的新型合成策略及不同策略下的造孔机制，对于降低EDLCs成本，扩展EDLCs应用领域具有重要意义。阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的Husam N. Alshareef教授团队以“Synthesis Strategies of Porous Carbon for Supercapacitor Applications”为题在《Small Methods》期刊发表综述，根据不同的造孔活化机制，归纳了合成多孔碳材料的主要方法以及其他新型造孔策略。并对这些方法的科学原理、本质优势与面临的难点进行了系统地总结与归纳。同时进一步深入阐述了其中的造孔机制，汇总了相关领域的最新进展，并且讨论了开发多孔碳材料及其在EDLCs中应用的未来机遇与挑战。文章还分析了各种造孔策略各自的优势与劣势，展望了一些为实现高性能的超级电容器亟待解决的挑战，如兼具造孔效果与环境友好性的刻蚀剂及相应的化学活化造孔方法仍然有待提出，碳材料的导电性有待进一步提升、电极材料振实密度应给予更多关注、多孔碳材料的循环稳定性尚有提升空间。这些问题既是挑战也是机遇，解决这些问题对未来高性能超级电容器的开发具有重大意义。08多孔碳结构设计与应用研究
浙江大学侯阳教授、上海交通大学麦亦勇教授和德国德累斯顿工业大学冯新亮教授等人以“Porous carbon nanosheets: Synthetic strategies and electrochemical energy related applications”为题在《Nano Today》期刊发表综述文章，全面总结了硬模板策略、软模板策略和无模板策略合成多孔碳纳米片（PCN）及其杂化材料的最新进展，总结了各策略对PCNs孔结构、纵横比和比表面积的控制，并通过如水热法，等离子体处理，NH3活化，电化学沉积等后处理进行调整、设计和控制PCNs中掺杂和嵌入的活性颗粒。分析了PCN材料在锂离子电池，超级电容器和电催化氧还原的应用。讨论了合成特定性质PCN的挑战及其电化学能源应用进展。目前，PCNs材料在能量储存和转换应用中仍然面临以下挑战：（1）如何获得可受控和有序微孔/中孔结构的PCN；（2）如何获取超高比表面积（>3000 m2g-1）的PCN；（3）如何获取超高孔体积的PCN；（4）如何获得均匀形态或维数控制等。目前，大多数报道集中在多氯化萘的合成方法和2D碳纳米片新的功能或新结构的构建。但是合成3D分级多孔碳材料，2D异质结构和厚度可控的聚合物膜的报道仍然很少。另外，可以通过共价或非共价官能化来解决PCNs的不良溶剂分散性，有助于新型PCNs材料，扩展PCNs材料在分离膜，生化传感器和量子器件等中的应用。07应用于超级电容器的多孔碳材料的合成策略随着电动汽车、便携式电子设备的快速发展，双电层型超级电容器（EDLCs）以其高功率密度、超长循环稳定性等得到了广泛的关注。多孔碳材料是商用EDLCs中最主要的电极活性材料，面临着生产成本高、生产过程设备腐蚀、污染物排放等问题。因此开发多孔碳材料的新型合成策略及不同策略下的造孔机制，对于降低EDLCs成本，扩展EDLCs应用领域具有重要意义。阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的Husam N. Alshareef教授团队以“Synthesis Strategies of Porous Carbon for Supercapacitor Applications”为题在《Small Methods》期刊发表综述，根据不同的造孔活化机制，归纳了合成多孔碳材料的主要方法以及其他新型造孔策略。并对这些方法的科学原理、本质优势与面临的难点进行了系统地总结与归纳。同时进一步深入阐述了其中的造孔机制，汇总了相关领域的最新进展，并且讨论了开发多孔碳材料及其在EDLCs中应用的未来机遇与挑战。文章还分析了各种造孔策略各自的优势与劣势，展望了一些为实现高性能的超级电容器亟待解决的挑战，如兼具造孔效果与环境友好性的刻蚀剂及相应的化学活化造孔方法仍然有待提出，碳材料的导电性有待进一步提升、电极材料振实密度应给予更多关注、多孔碳材料的循环稳定性尚有提升空间。这些问题既是挑战也是机遇，解决这些问题对未来高性能超级电容器的开发具有重大意义。08多孔碳结构设计与应用研究
阿德莱德大学王少彬教授和艾迪斯科文大学孙红旗教授研究团队以“Porous Carbons: Structure‐Oriented Design and Versatile Applications”为题在《Advanced Functional Materials》期刊发表综述文章，文中总结了纳米多孔碳材料在水处理、二氧化碳吸附、锂离子电池、锂硫电池、锂金属阳极、钠离子电池、钾离子电池、超级电容器和电催化领域里的应用及构效关系。综述了多孔碳的最新合成策略。通过组织调控得到具有微孔、介孔、大孔、多级孔、有序孔或石墨化的碳等结构的多孔碳材料，并介绍了多孔碳在不同领域中的应用。最后，对碳材料面临的挑战和未来的发展前景提出了一些见解。本文将有助于人们更有效地了解多孔碳组织性质调控的方法，以及多孔碳在多种用途上应用的可能性。但是在某些情况下，预期的性质可能并不总是对性能产生积极的影响。例如，一方面来说，杂原子改性碳材料可以有效地引入活性位点，但过度掺杂可能会破坏多孔结构，而某些原子 (如氧) 的过量可能会损害碳的电导率。对于纳米孔碳的未来发展，有必要对其结构-功能关系进行更深入系统的了解，合理控制合成与结构调控以适应不同应用的需要。例如，不同前驱体的选择如何影响多孔碳的结构、形貌和性质，不同的孔形貌如何影响吸附、催化或能源相关的性能，等等。同时，在制备碳材料过程中降低废物的产生、减少能源和材料的消耗、发展经济型低污染或无污染的方法、并从生物质或其它可再生的前驱体制备功能化纳米多孔碳，是至关重要的。总的来说，纳米多孔碳已经对世界产生了革命性的影响，进一步优化纳米多孔碳的结构、合成工艺以及在环境、能源和其他方面的应用都存在着巨大的研究潜力与价值。09碳气凝胶的制备及其应用的最新进展碳基材料的独特性能和实用性已经改变了电能存储 (EES)、环境科学和材料化学等现代科学领域。它们出色的机械性能和非凡的导电性为在不同领域的应用提供了巨大的潜力。然而，来自前驱体的杂质和天然碳质材料不可控制的特性变化，创造了对合成碳基替代品日益增长的需求。仁荷大学Soo-Jin Park教授团队以“Recent advances in preparations and applications of carbon aerogels: A review”为题在《Carbon》期刊发表研究综述，简要概述碳气凝胶的历史和基本概念，并对其应用的最新发展进行全面总结。碳气凝胶的高纯度和结构可控性使其成为克服前述障碍的有希望的替代品。碳气凝胶的独特特性使其能够用作储能材料、催化支架和吸附剂。此外，碳气凝胶的克努森效应和疏水性促进了有机污染物分离器和热绝缘体的应用。10多孔炭基二氧化碳电催化材料研究进展二氧化碳(CO2)电催化转化引起广泛关注，其中非贵金属多孔炭基催化剂是研究热点。大连理工大学郝广平教授团队以“多孔炭基二氧化碳电催化材料研究进展”为题在《化工学报》期刊发表综述，重点介绍了近年来多孔炭基 CO2电催化材料的孔结构、表面化学、形貌调控策略，归纳了增强多孔炭基 CO2电催化还原效率的方法，探讨了多孔炭基催化材料的活性中心类型与分布，分析了提高催化活性位密度的手段。在总结近年来取得研究进展的基础上，展望了多孔炭基催化剂在电催化 CO2转化方面的发展趋势和面临的挑战。11用于电化学电容储能的纳米多孔碳对高效储能设备的迫切需求激发了对电化学双层电容器（EDLC）的大量研究。四川大学林紫峰教授和图卢兹第三大学Patrice Simon教授团队以“Nanoporous carbon for electrochemical capacitive energy storage”为题在《Chemical Society Reviews》期刊发表综述，旨在从材料科学和表征技术的角度总结纳米多孔碳的最新进展，该纳米多孔碳是电容性储能领域中最常用的EDLC电极材料。讨论了对纳米多孔碳基电极中电荷存储机制的基本理解的关键进展，包括在受限纳米孔中形成双层。也将特别注意先进原位的重要发展分析技术和理论研究，以更好地了解这些受限孔隙中的碳孔隙结构，电解质离子环境和离子通量。还重点介绍了用于EDLC的高级电解质的最新进展。对纳米多孔碳基电极的电荷存储机制的更好理解和电解质的合理设计应为开发下一代EDLC提供参考。12生物质衍生多孔碳纳米材料应用于电磁波吸收生物质多孔碳基纳米结构具有成本低、资源丰富、制备工艺简单等优点，受到广大研究人员的关注。其丰富的多孔结构、可调的介电性能、良好的化学稳定性等特性使其在新型轻质高效电磁波吸收领域展现出良好的应用前景。南京大学张豹山教授、南京航空航天大学姬广斌教授和新加坡南洋理工大学徐梽川教授以“Biomass‑Derived Porous Carbon‑based Nanostructures for Microwave Absorption”为题在《Nano‑Micro Letters》期刊发表综述，文章综述了生物质衍生多孔碳纳米结构的多种制备方法和原理及其在电磁波吸收领域的最新研究进展，从结构设计和组分优化两个方面对电磁波衰减机制进行了深入分析与讨论。并总结和展望了生物质衍生碳基纳米结构在制备和应用过程中面临的挑战和未来发展方向。13生物质衍生多孔碳在锂硫电池中的应用近年来，生物质碳在电池中的应用发展迅速。四川大学陈彦逍教授团队以“Review of the application of biomass-derived porous carbon in lithium-sulfur batteries”为题在《Ionics》期刊发表综述文章，系统地总结了各种类型的生物质衍生多孔碳材料在锂硫电池正极和隔膜上的研究进展。综述给出一些对未来生物质衍生多孔碳在锂硫电池中应用的建议。(1)根据电池系统，明确生物质前驱体的选择以获得满足实验要求的碳材料结构。在碳化过程中，需要采用可控合成方法来控制孔径，不同大小的气孔对电池的性能起到了积极的作用。(2)设计合理的电极结构以适应实际应用条件。制备高硫正极可以增加锂硫电池的竞争力。(3)单独使用生物质衍生碳不能满足电池的实际应用要求。极性基团和聚合物改性材料等改性策略对组装电池的长循环性能和倍率性能提高有显着意义。生物质衍生碳来源丰富、价格低廉、合成方法简单，在生物能源领域具有巨大的潜力。充分利用锂硫电池的高能量密度，将突破其在工业应用中遇到的技术壁垒。(4)研究结构与电性能之间的结构效应关系是有价值的。在材料合成的研究中，目前缺乏对生物质碳结构和性能的理论研究。进一步研究结构与电学性质的关系对生物质碳的选择具有参考价值。14聚合物衍生的杂原子掺杂多孔碳材料杂原子掺杂多孔碳材料（HPCMs）在吸附/分离、有机催化、传感和能量转换/存储等领域有着广泛的应用。碳前驱体的选择是制造具有特定用途和功能最大化的高性能HPCMs材料的关键。作为前驱体的聚合物因其通用的分子和纳米级结构，可调节的化学组成以及丰富的加工技术（这些技术结合固态化学作用，可以在整个碳化过程中得到保持）而产生了广阔的前景。南开大学王鸿教授团队与国外研究人员合作以“Polymer-Derived Heteroatom-Doped Porous Carbon Materials”为题在《Chemical Reviews》期刊发表综述。系统总结了从如何产生和控制其孔隙率，杂原子掺杂效应，形貌及其相关用途等方面全面综述了聚合物衍生的功能性HPCM的进展。首先总结并讨论了合成方法，包括硬和软模板方法以及采用聚合物控制HPCM和/或杂原子的直接合成策略。其次，总结了杂原子掺杂对HPCM的热稳定性，电子和光学性质以及表面化学的影响。具体地，讨论了杂原子掺杂效应，其涉及单类型杂原子掺杂和两种或更多种类型的杂原子共掺杂到碳网络中。考虑到HPCM的形态在其应用范围内的重要性，提出了合适的聚合物前体的潜在选择以及精确调节HPCM的形态的策略。最后，作者提供了如何通过使用聚合物来预定义HPCM的结构的观点，以实现其在当前能量产生/转化和环境修复领域中的潜在应用。该工作对系统地了解聚合物衍生的碳材料和HPCM的设计提供指导。15流体前驱体模板法合成的多孔碳及其在环境和储能中的应用多孔碳具有来源广、成本低、孔结构可定制、表面官能团丰富等优点，在环境和储能领域具有巨大潜力。成孔方法和前驱体是制备的两个关键因素多孔碳。模板方法能够有目的地和精确地调整孔结构，在合成多孔碳方面非常重要。同时，由于具有混溶性和易于调整的形态，流体前驱体是与模板方法相匹配的最佳候选者。因此，可以开发出具有有序孔结构、可控形态、均匀活性位点和功能设计的流体前驱体（PCTF）模板法合成的多孔碳。四川大学江霞教授团队以“Porous carbons synthesized by templating approach from fluid precursors and their applications in environment and energy storage：A review”为题在《Carbon》期刊发表综述研究，回顾了流体前体和模板方法的进展，总结了PCTF在环境和储能方面的应用。包括离子液体、碳水化合物、油等的流体前体被系统地引入。此外，还总结和比较了模板方法，包括自生成模板方法、硬模板方法和软模板方法。介绍了在空气污染控制、水污染控制、超级电容器和电池方面的应用，并在整个评论中讨论了 PCTF 当前在设计优秀多孔碳方面的挑战。16双电层电容器用活性炭及其评价弗罗茨瓦夫科技大学Gra˙zyna Gryglewicz教授团队以“Activated Carbons and Their evaluation in Electric Double Layer Capacitors”为题在《molecules》期刊发表综述，系统介绍了双电层电容器电极材料活性炭的制备方2019-2021年多孔碳材料文献综述法。简要介绍了常用的开、闭孔隙度测定技术（气体吸附法、浸入量热法、X射线法和中子散射法）。详细介绍了活性炭的实验室生产和工业生产方法，并强调了各方法在超级电容器电极材料领域的优缺点。讨论了活化过程的一般参数及其对活性炭生产效率和多孔结构的影响。活性炭的孔隙度发展并不是影响容量特性的唯一因素。孔径分布、原材料来源、最终碳结构排序、颗粒形态和纯度的作用也必须考虑在内。表面化学的影响不仅考虑了赝容量，还考虑了其他重要因素，如粒子间电导率、最大工作电压窗口和长期稳定性。17碳泡沫：具有巨大潜力的3D多孔碳材料泡沫炭是一种具有代表性的多孔结构炭材料。它以其独特的三维多孔结构和优异的性能越来越受到学术界和工业界的关注，如机械强度高、密度低、导电性高、可定制导热性、高吸附、电磁屏蔽、抗烧蚀、以及大的表面积。近年来，在合成和应用方面取得了巨大的成就。西安理工大学刘和光副教授和中佛罗里达大学杨阳教授团队以“Carbon foams: 3D porous carbon materials holding immense potential”为题在《Journal of Materials Chemistry A》期刊发表综述文章，详细介绍了泡沫炭材料的最新发展。首先阐述了泡沫炭的典型微观结构，包括开孔结构和闭孔结构。其次，根据聚合物、沥青和生物质材料等前驱体的应用，综述了其合成方法的进展。第三，综述了其在热管理、吸附、储能、电磁屏蔽、催化剂载体和传感器等方面的应用前景。其中系统地介绍了其在近年来得到广泛发展的储能方面的应用，特别提到了控制其属性的策略。最后，讨论了如精密制造，扩大生产等需要解决的关键问题和挑战，还对对泡沫炭的研究前景进行了展望。2021年
碳基材料的独特性能和实用性已经改变了电能存储 (EES)、环境科学和材料化学等现代科学领域。它们出色的机械性能和非凡的导电性为在不同领域的应用提供了巨大的潜力。然而，来自前驱体的杂质和天然碳质材料不可控制的特性变化，创造了对合成碳基替代品日益增长的需求。仁荷大学Soo-Jin Park教授团队以“Recent advances in preparations and applications of carbon aerogels: A review”为题在《Carbon》期刊发表研究综述，简要概述碳气凝胶的历史和基本概念，并对其应用的最新发展进行全面总结。碳气凝胶的高纯度和结构可控性使其成为克服前述障碍的有希望的替代品。碳气凝胶的独特特性使其能够用作储能材料、催化支架和吸附剂。此外，碳气凝胶的克努森效应和疏水性促进了有机污染物分离器和热绝缘体的应用。10多孔炭基二氧化碳电催化材料研究进展二氧化碳(CO2)电催化转化引起广泛关注，其中非贵金属多孔炭基催化剂是研究热点。大连理工大学郝广平教授团队以“多孔炭基二氧化碳电催化材料研究进展”为题在《化工学报》期刊发表综述，重点介绍了近年来多孔炭基 CO2电催化材料的孔结构、表面化学、形貌调控策略，归纳了增强多孔炭基 CO2电催化还原效率的方法，探讨了多孔炭基催化材料的活性中心类型与分布，分析了提高催化活性位密度的手段。在总结近年来取得研究进展的基础上，展望了多孔炭基催化剂在电催化 CO2转化方面的发展趋势和面临的挑战。11用于电化学电容储能的纳米多孔碳对高效储能设备的迫切需求激发了对电化学双层电容器（EDLC）的大量研究。四川大学林紫峰教授和图卢兹第三大学Patrice Simon教授团队以“Nanoporous carbon for electrochemical capacitive energy storage”为题在《Chemical Society Reviews》期刊发表综述，旨在从材料科学和表征技术的角度总结纳米多孔碳的最新进展，该纳米多孔碳是电容性储能领域中最常用的EDLC电极材料。讨论了对纳米多孔碳基电极中电荷存储机制的基本理解的关键进展，包括在受限纳米孔中形成双层。也将特别注意先进原位的重要发展分析技术和理论研究，以更好地了解这些受限孔隙中的碳孔隙结构，电解质离子环境和离子通量。还重点介绍了用于EDLC的高级电解质的最新进展。对纳米多孔碳基电极的电荷存储机制的更好理解和电解质的合理设计应为开发下一代EDLC提供参考。12生物质衍生多孔碳纳米材料应用于电磁波吸收生物质多孔碳基纳米结构具有成本低、资源丰富、制备工艺简单等优点，受到广大研究人员的关注。其丰富的多孔结构、可调的介电性能、良好的化学稳定性等特性使其在新型轻质高效电磁波吸收领域展现出良好的应用前景。南京大学张豹山教授、南京航空航天大学姬广斌教授和新加坡南洋理工大学徐梽川教授以“Biomass‑Derived Porous Carbon‑based Nanostructures for Microwave Absorption”为题在《Nano‑Micro Letters》期刊发表综述，文章综述了生物质衍生多孔碳纳米结构的多种制备方法和原理及其在电磁波吸收领域的最新研究进展，从结构设计和组分优化两个方面对电磁波衰减机制进行了深入分析与讨论。并总结和展望了生物质衍生碳基纳米结构在制备和应用过程中面临的挑战和未来发展方向。13生物质衍生多孔碳在锂硫电池中的应用近年来，生物质碳在电池中的应用发展迅速。四川大学陈彦逍教授团队以“Review of the application of biomass-derived porous carbon in lithium-sulfur batteries”为题在《Ionics》期刊发表综述文章，系统地总结了各种类型的生物质衍生多孔碳材料在锂硫电池正极和隔膜上的研究进展。综述给出一些对未来生物质衍生多孔碳在锂硫电池中应用的建议。(1)根据电池系统，明确生物质前驱体的选择以获得满足实验要求的碳材料结构。在碳化过程中，需要采用可控合成方法来控制孔径，不同大小的气孔对电池的性能起到了积极的作用。(2)设计合理的电极结构以适应实际应用条件。制备高硫正极可以增加锂硫电池的竞争力。(3)单独使用生物质衍生碳不能满足电池的实际应用要求。极性基团和聚合物改性材料等改性策略对组装电池的长循环性能和倍率性能提高有显着意义。生物质衍生碳来源丰富、价格低廉、合成方法简单，在生物能源领域具有巨大的潜力。充分利用锂硫电池的高能量密度，将突破其在工业应用中遇到的技术壁垒。(4)研究结构与电性能之间的结构效应关系是有价值的。在材料合成的研究中，目前缺乏对生物质碳结构和性能的理论研究。进一步研究结构与电学性质的关系对生物质碳的选择具有参考价值。14聚合物衍生的杂原子掺杂多孔碳材料杂原子掺杂多孔碳材料（HPCMs）在吸附/分离、有机催化、传感和能量转换/存储等领域有着广泛的应用。碳前驱体的选择是制造具有特定用途和功能最大化的高性能HPCMs材料的关键。作为前驱体的聚合物因其通用的分子和纳米级结构，可调节的化学组成以及丰富的加工技术（这些技术结合固态化学作用，可以在整个碳化过程中得到保持）而产生了广阔的前景。南开大学王鸿教授团队与国外研究人员合作以“Polymer-Derived Heteroatom-Doped Porous Carbon Materials”为题在《Chemical Reviews》期刊发表综述。系统总结了从如何产生和控制其孔隙率，杂原子掺杂效应，形貌及其相关用途等方面全面综述了聚合物衍生的功能性HPCM的进展。首先总结并讨论了合成方法，包括硬和软模板方法以及采用聚合物控制HPCM和/或杂原子的直接合成策略。其次，总结了杂原子掺杂对HPCM的热稳定性，电子和光学性质以及表面化学的影响。具体地，讨论了杂原子掺杂效应，其涉及单类型杂原子掺杂和两种或更多种类型的杂原子共掺杂到碳网络中。考虑到HPCM的形态在其应用范围内的重要性，提出了合适的聚合物前体的潜在选择以及精确调节HPCM的形态的策略。最后，作者提供了如何通过使用聚合物来预定义HPCM的结构的观点，以实现其在当前能量产生/转化和环境修复领域中的潜在应用。该工作对系统地了解聚合物衍生的碳材料和HPCM的设计提供指导。15流体前驱体模板法合成的多孔碳及其在环境和储能中的应用多孔碳具有来源广、成本低、孔结构可定制、表面官能团丰富等优点，在环境和储能领域具有巨大潜力。成孔方法和前驱体是制备的两个关键因素多孔碳。模板方法能够有目的地和精确地调整孔结构，在合成多孔碳方面非常重要。同时，由于具有混溶性和易于调整的形态，流体前驱体是与模板方法相匹配的最佳候选者。因此，可以开发出具有有序孔结构、可控形态、均匀活性位点和功能设计的流体前驱体（PCTF）模板法合成的多孔碳。四川大学江霞教授团队以“Porous carbons synthesized by templating approach from fluid precursors and their applications in environment and energy storage：A review”为题在《Carbon》期刊发表综述研究，回顾了流体前体和模板方法的进展，总结了PCTF在环境和储能方面的应用。包括离子液体、碳水化合物、油等的流体前体被系统地引入。此外，还总结和比较了模板方法，包括自生成模板方法、硬模板方法和软模板方法。介绍了在空气污染控制、水污染控制、超级电容器和电池方面的应用，并在整个评论中讨论了 PCTF 当前在设计优秀多孔碳方面的挑战。16双电层电容器用活性炭及其评价弗罗茨瓦夫科技大学Gra˙zyna Gryglewicz教授团队以“Activated Carbons and Their evaluation in Electric Double Layer Capacitors”为题在《molecules》期刊发表综述，系统介绍了双电层电容器电极材料活性炭的制备方2019-2021年多孔碳材料文献综述法。简要介绍了常用的开、闭孔隙度测定技术（气体吸附法、浸入量热法、X射线法和中子散射法）。详细介绍了活性炭的实验室生产和工业生产方法，并强调了各方法在超级电容器电极材料领域的优缺点。讨论了活化过程的一般参数及其对活性炭生产效率和多孔结构的影响。活性炭的孔隙度发展并不是影响容量特性的唯一因素。孔径分布、原材料来源、最终碳结构排序、颗粒形态和纯度的作用也必须考虑在内。表面化学的影响不仅考虑了赝容量，还考虑了其他重要因素，如粒子间电导率、最大工作电压窗口和长期稳定性。17碳泡沫：具有巨大潜力的3D多孔碳材料泡沫炭是一种具有代表性的多孔结构炭材料。它以其独特的三维多孔结构和优异的性能越来越受到学术界和工业界的关注，如机械强度高、密度低、导电性高、可定制导热性、高吸附、电磁屏蔽、抗烧蚀、以及大的表面积。近年来，在合成和应用方面取得了巨大的成就。西安理工大学刘和光副教授和中佛罗里达大学杨阳教授团队以“Carbon foams: 3D porous carbon materials holding immense potential”为题在《Journal of Materials Chemistry A》期刊发表综述文章，详细介绍了泡沫炭材料的最新发展。首先阐述了泡沫炭的典型微观结构，包括开孔结构和闭孔结构。其次，根据聚合物、沥青和生物质材料等前驱体的应用，综述了其合成方法的进展。第三，综述了其在热管理、吸附、储能、电磁屏蔽、催化剂载体和传感器等方面的应用前景。其中系统地介绍了其在近年来得到广泛发展的储能方面的应用，特别提到了控制其属性的策略。最后，讨论了如精密制造，扩大生产等需要解决的关键问题和挑战，还对对泡沫炭的研究前景进行了展望。2021年18新型MOF衍生多孔碳基微波吸收材料金属有机骨架材料（MOFs）衍生出的多孔碳基材料具有独特的三维空间微结构，以及丰富的有机/无机多元组分，赋予其优异的电磁波吸收性质，在电磁波隐身及屏蔽等领域展现出广阔的前景。南开大学材料学院黄毅教授团队以“A Review on metal–Organic framework‑Derived Porous Carbon‑based Novel Microwave Absorption Materials”为题在期刊《Nano-Micro Letters》发表综述文章，通过对不同类型MOFs衍生多孔碳基吸波材料的讨论，展示了近年来MOFs衍生多孔碳基吸波材料的创新性和应用发展趋势，提出了MOFs衍生材料在吸波领域未来的发展方向。作者系统综述了电磁波吸收领域的基本理论；深入分析了近年来金属有机骨架多孔碳基纳米复合材料作为微波吸收材料的研究进展，包括磁性单金属、非磁性单金属、多金属MOFs衍生多孔碳基吸波材料。通过合理设计MOFs材料的微观结构，增加电磁波的多级散射和折射，有效调控MOFs材料的组成和结构以达到多种损耗机制的协同增强效应，以及通过发展新的无机金属中心和有机配体，开发新型高性能MOFs材料，是未来MOFs衍生多孔碳基吸波材料的发展方向，可望实现隐身材料“薄，宽，轻，强”的目标。MOFs衍生的多孔碳基吸波材料大多还在实验研究阶段，其在重点频段的吸波强度和有效吸收带宽还有待进一步提升。19ZnO模板设计的多孔碳材料综述：设计，合成和电容性能超级电容器具有出色的稳定性、倍率性能和超高功率密度，为能量存储提供了一种经济高效的途径。电极材料在超级电容器中起着决定性的作用。多孔碳材料因其大的比表面积，可调节的孔隙率和高电导率而受到了广泛的关注。南京林业大学何水剑教授等以“Review on porous carbon materials engineered by ZnO templates: Design, synthesis and capacitance performance”为题在《Materials & Design》期刊表发综述，阐明ZnO模板在多孔碳纳米材料的构造中的结构指导作用以及相应碳材料的电容性能研究进展。为了制备多孔碳材料，已经探索了各种硬模板和软模板。在这些模板中，由于纳米ZnO制备简便，结构可调，价格低廉且生态友好，因此是不错的选择。此外，通过碳热还原可将ZnO转化为Zn，还原后的Zn可催化碳的石墨化。生成的Zn将被蒸发，从而无需进行模板去除过程。这篇综述为具有ZnO模板的多孔碳的设计提供了建设性的思想，并适用于储能应用的其他硬模板。20多孔炭对超级电容器电容性能的影响超级电容器具有高功率密度、使用寿命长、适用温度范围宽、安全可靠性高等特点，在汽车、轨道交通、电网及电力设备、仪器仪表和传感器、数码电子、智能家电、电动工具、通讯设备、工程机械、船舶、航天军工等领域具有广泛的应用，并高速增长。超级电容器根据储能机理不同可分为赝电容器和双电层电容器。赝电容器主要通过离子在电极材料的表面/近表面发生非扩散控制的法拉第氧化还原反应存储电荷，而双电层电容器则依靠离子在电极/电解质界面上的物理吸/脱附存储电荷。电极材料是超级电容器最关键的部件之一，其对电容性能具有重要的影响。由于多孔炭材料具有良好的物化稳定性、高比表面、可调的孔结构、优异的导电性、低成本、环保、资源丰富等优点，是目前商用超级电容器主要电极材料。海南大学陈永教授和莫岩教授团队以“A review of charge storage in porous carbon-based supercapacitors”为题在《NEW CARBON MATERIALS》期刊发表综述，系统总结了多孔炭对超级电容器电容性能的影响。该综述详细地概述了电荷存储的双电层理论，包括Helmholtz、Gouy-Chapman和Stern模型；系统地总结了多孔炭基超级电容器电容性能的影响因素，包括比表面积、孔结构、表面化学状态、炭的结构缺陷及杂原子掺杂和电极结构设计等。该综述为多孔炭基超级电容器的设计奠定了一定的理论基础和指导方向。21活性炭在二氧化碳捕获中的应用：目前的性能、制备和表面改性进一步改进大气安全和应对气候变化的问题日益突出。人为二氧化碳排放造成的气候变化危机已促使许多国家/地区政府颁布政策来解决这一问题。其中包括规范主要工业来源的二氧化碳排放，如发电厂、石化行业、水泥厂和其他依赖燃烧化石燃料的能源运营的行业。鉴于此，人们对各种二氧化碳捕获和封存技术进行了研究和介绍。多孔固体材料对CO2的吸附由于其成本效益高、易于应用和相对较低的能源需求而受到越来越多的关注。尽管沸石、碳基、金属有机框架、介孔硅和聚合物等先进材料正在被研究，但对活性炭(ACs)的研究仍是主流。澳大利亚科廷大学Ammar Ali Abd和马来西亚理科大学Mohd Roslee Othman教授研究组以“A review on application of activated carbons for carbon dioxide capture: present performance, preparation, and surface modification for further improvement”为题在《Environmental Science and Pollution Research》期刊发表综述，阐明不同来源的活性炭对CO2的吸附特性。研究了基于孔径/形状和表面化学的选择性吸附。评估了活性炭与NH3、胺和金属氧化物表面修饰对CO2吸附性能的影响。对活性炭在潮湿条件下的吸附性能进行了总结。最后，通过对活性炭基复合材料的研究，提出了提高活性炭对CO2吸附性能的可行策略。22聚合物前驱体碳分子筛膜用于烯烃/石蜡分离的研究进展
韩国化学技术研究所（KRICT）You-In Park教授研究组以“A Review on Polymer Precursors of Carbon Molecular Sieve Membranes for Olefin/Paraffin Separation”为题在《membranes》期刊发表综述。碳分子筛 (CMS) 膜已被开发用于替代或支持用于烯烃/石蜡分离的能源密集型低温蒸馏。烯烃和石蜡具有相似的分子特性，但可以通过具有刚性狭缝状孔结构的 CMS 膜进行有效分离。就 CMS 膜的结构和性能而言，各种聚合物前驱体可以产生不同的结果。在此，对于烯烃/石蜡分离，介绍了衍生自多种聚合物前体（如聚酰亚胺、酚醛树脂和固有微孔聚合物，PIM）的CMS膜，并总结了这些膜的烯烃/石蜡分离性能。还综述了将无机材料掺入聚合物前体和热解过程对 CMS 膜性能的影响。最后，讨论了 CMS 膜在烯烃/石蜡分离和老化问题上的前景和未来方向。23木质素衍生多孔炭的合成方法及其在超级电容器的应用木质素作为天然植物生物质中的可再生组分之一，是一种具有可持续发展潜力的功能型碳材料的前驱体。人们在木质素衍生炭电极用作二次电池方面做了大量的研究工作。木质素也被认为是开发高性能、低成本的多孔炭电极材料应用于超级电容器的碳前驱体之一。广东工业大学张文礼教授&邱学青教授团队和阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef教授团队合作，以“Lignin Derived Porous Carbons: Synthesis Methods and Supercapacitor Applications”为题在《Small Methods》期刊发表综述文章，对近些年木质素前驱体衍生多孔炭的关键合成技术方法及其在超级电容器中应用的研究内容进行了综述，系统地叙述了木质素的理化性质（典型单体、典型键合方式等），木质素碳化过程，LDPCs的合成方法（化学活化法、物理活化法、模板法、自模板法等），并阐述了各种合成方法的具体机制；木质素衍生多孔炭（LDPC）的合成工艺以及制备电极材料的发展方向。为超级电容器的发展，从绿色可持续、成本和生产、孔径和形貌、表面化学等方面提出了一系列合成LDPCs的策略。基于木质素衍生物的不同分子结构和理化性质，开发不同的化学工程工艺来制备具有不同性质、形态和结构的LDPCs是未来木质素基多孔炭材料发展的重要方向。
金属有机骨架材料（MOFs）衍生出的多孔碳基材料具有独特的三维空间微结构，以及丰富的有机/无机多元组分，赋予其优异的电磁波吸收性质，在电磁波隐身及屏蔽等领域展现出广阔的前景。南开大学材料学院黄毅教授团队以“A Review on metal–Organic framework‑Derived Porous Carbon‑based Novel Microwave Absorption Materials”为题在期刊《Nano-Micro Letters》发表综述文章，通过对不同类型MOFs衍生多孔碳基吸波材料的讨论，展示了近年来MOFs衍生多孔碳基吸波材料的创新性和应用发展趋势，提出了MOFs衍生材料在吸波领域未来的发展方向。作者系统综述了电磁波吸收领域的基本理论；深入分析了近年来金属有机骨架多孔碳基纳米复合材料作为微波吸收材料的研究进展，包括磁性单金属、非磁性单金属、多金属MOFs衍生多孔碳基吸波材料。通过合理设计MOFs材料的微观结构，增加电磁波的多级散射和折射，有效调控MOFs材料的组成和结构以达到多种损耗机制的协同增强效应，以及通过发展新的无机金属中心和有机配体，开发新型高性能MOFs材料，是未来MOFs衍生多孔碳基吸波材料的发展方向，可望实现隐身材料“薄，宽，轻，强”的目标。MOFs衍生的多孔碳基吸波材料大多还在实验研究阶段，其在重点频段的吸波强度和有效吸收带宽还有待进一步提升。19ZnO模板设计的多孔碳材料综述：设计，合成和电容性能超级电容器具有出色的稳定性、倍率性能和超高功率密度，为能量存储提供了一种经济高效的途径。电极材料在超级电容器中起着决定性的作用。多孔碳材料因其大的比表面积，可调节的孔隙率和高电导率而受到了广泛的关注。南京林业大学何水剑教授等以“Review on porous carbon materials engineered by ZnO templates: Design, synthesis and capacitance performance”为题在《Materials & Design》期刊表发综述，阐明ZnO模板在多孔碳纳米材料的构造中的结构指导作用以及相应碳材料的电容性能研究进展。为了制备多孔碳材料，已经探索了各种硬模板和软模板。在这些模板中，由于纳米ZnO制备简便，结构可调，价格低廉且生态友好，因此是不错的选择。此外，通过碳热还原可将ZnO转化为Zn，还原后的Zn可催化碳的石墨化。生成的Zn将被蒸发，从而无需进行模板去除过程。这篇综述为具有ZnO模板的多孔碳的设计提供了建设性的思想，并适用于储能应用的其他硬模板。20多孔炭对超级电容器电容性能的影响超级电容器具有高功率密度、使用寿命长、适用温度范围宽、安全可靠性高等特点，在汽车、轨道交通、电网及电力设备、仪器仪表和传感器、数码电子、智能家电、电动工具、通讯设备、工程机械、船舶、航天军工等领域具有广泛的应用，并高速增长。超级电容器根据储能机理不同可分为赝电容器和双电层电容器。赝电容器主要通过离子在电极材料的表面/近表面发生非扩散控制的法拉第氧化还原反应存储电荷，而双电层电容器则依靠离子在电极/电解质界面上的物理吸/脱附存储电荷。电极材料是超级电容器最关键的部件之一，其对电容性能具有重要的影响。由于多孔炭材料具有良好的物化稳定性、高比表面、可调的孔结构、优异的导电性、低成本、环保、资源丰富等优点，是目前商用超级电容器主要电极材料。海南大学陈永教授和莫岩教授团队以“A review of charge storage in porous carbon-based supercapacitors”为题在《NEW CARBON MATERIALS》期刊发表综述，系统总结了多孔炭对超级电容器电容性能的影响。该综述详细地概述了电荷存储的双电层理论，包括Helmholtz、Gouy-Chapman和Stern模型；系统地总结了多孔炭基超级电容器电容性能的影响因素，包括比表面积、孔结构、表面化学状态、炭的结构缺陷及杂原子掺杂和电极结构设计等。该综述为多孔炭基超级电容器的设计奠定了一定的理论基础和指导方向。21活性炭在二氧化碳捕获中的应用：目前的性能、制备和表面改性进一步改进大气安全和应对气候变化的问题日益突出。人为二氧化碳排放造成的气候变化危机已促使许多国家/地区政府颁布政策来解决这一问题。其中包括规范主要工业来源的二氧化碳排放，如发电厂、石化行业、水泥厂和其他依赖燃烧化石燃料的能源运营的行业。鉴于此，人们对各种二氧化碳捕获和封存技术进行了研究和介绍。多孔固体材料对CO2的吸附由于其成本效益高、易于应用和相对较低的能源需求而受到越来越多的关注。尽管沸石、碳基、金属有机框架、介孔硅和聚合物等先进材料正在被研究，但对活性炭(ACs)的研究仍是主流。澳大利亚科廷大学Ammar Ali Abd和马来西亚理科大学Mohd Roslee Othman教授研究组以“A review on application of activated carbons for carbon dioxide capture: present performance, preparation, and surface modification for further improvement”为题在《Environmental Science and Pollution Research》期刊发表综述，阐明不同来源的活性炭对CO2的吸附特性。研究了基于孔径/形状和表面化学的选择性吸附。评估了活性炭与NH3、胺和金属氧化物表面修饰对CO2吸附性能的影响。对活性炭在潮湿条件下的吸附性能进行了总结。最后，通过对活性炭基复合材料的研究，提出了提高活性炭对CO2吸附性能的可行策略。22聚合物前驱体碳分子筛膜用于烯烃/石蜡分离的研究进展韩国化学技术研究所（KRICT）You-In Park教授研究组以“A Review on Polymer Precursors of Carbon Molecular Sieve Membranes for Olefin/Paraffin Separation”为题在《membranes》期刊发表综述。碳分子筛 (CMS) 膜已被开发用于替代或支持用于烯烃/石蜡分离的能源密集型低温蒸馏。烯烃和石蜡具有相似的分子特性，但可以通过具有刚性狭缝状孔结构的 CMS 膜进行有效分离。就 CMS 膜的结构和性能而言，各种聚合物前驱体可以产生不同的结果。在此，对于烯烃/石蜡分离，介绍了衍生自多种聚合物前体（如聚酰亚胺、酚醛树脂和固有微孔聚合物，PIM）的CMS膜，并总结了这些膜的烯烃/石蜡分离性能。还综述了将无机材料掺入聚合物前体和热解过程对 CMS 膜性能的影响。最后，讨论了 CMS 膜在烯烃/石蜡分离和老化问题上的前景和未来方向。23木质素衍生多孔炭的合成方法及其在超级电容器的应用木质素作为天然植物生物质中的可再生组分之一，是一种具有可持续发展潜力的功能型碳材料的前驱体。人们在木质素衍生炭电极用作二次电池方面做了大量的研究工作。木质素也被认为是开发高性能、低成本的多孔炭电极材料应用于超级电容器的碳前驱体之一。广东工业大学张文礼教授&邱学青教授团队和阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef教授团队合作，以“Lignin Derived Porous Carbons: Synthesis Methods and Supercapacitor Applications”为题在《Small Methods》期刊发表综述文章，对近些年木质素前驱体衍生多孔炭的关键合成技术方法及其在超级电容器中应用的研究内容进行了综述，系统地叙述了木质素的理化性质（典型单体、典型键合方式等），木质素碳化过程，LDPCs的合成方法（化学活化法、物理活化法、模板法、自模板法等），并阐述了各种合成方法的具体机制；木质素衍生多孔炭（LDPC）的合成工艺以及制备电极材料的发展方向。为超级电容器的发展，从绿色可持续、成本和生产、孔径和形貌、表面化学等方面提出了一系列合成LDPCs的策略。基于木质素衍生物的不同分子结构和理化性质，开发不同的化学工程工艺来制备具有不同性质、形态和结构的LDPCs是未来木质素基多孔炭材料发展的重要方向。版权声明：复材云集尊重版权并感谢每一位作者的辛苦付出与创作；除无法溯源的文章，我们均在文末备注了来源；如文章视频、图片、文字涉及版权问题，请第一时间联系我们，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容！
