由于极高的电化学活性、表面离子亲和力和离子传输速率,富含杂原子的微孔石墨烯是一类稳定高效的电化学电极材料,并有望实现可逆的高密度锂离子存储。目前报道的制备介孔和大孔掺杂石墨烯主要为选择性化学刻蚀等自上而下的方法。如何自下而上的溶液合成微孔石墨烯,实现其化学组成精确且孔隙均一可控仍然是一个重大挑战。另一方面,块状结晶的共价有机框架(COF的半导体性质差且难以加工,限制了其在能源存储领域的发展。因此,亟需设计一种具有精确石墨烯子结构的二维微孔聚合物,并赋予其优异的半导体性质和低廉的制备成本。
受到多孔石墨烯在锂离子存储中独特边缘效应的启发,有理由认为在纳米量级上开放的Li6/C6的全新机理用于解释有机-类石墨烯共轭聚合物(IAM林宗琼研究员与新加坡南洋理工大学-类石墨烯NG-HCP)。在溶液中将四氨基苯(HKH)进行简单的脱水缩聚,即可合成具有吡嗪和苯环交替的NG-HCP的0.37,结晶度较高,热稳定性好,带隙窄(约3.55 ± 0.4 × 10-2S cm-1。该材料还具有均一的蜂窝状六边形微孔,孔径BET比表面积为0.255 cm3g-1。1.0 ± 0.2 nm,同氧化石墨烯(约HR-TEM)揭示了其有序的结晶区域,N和NG-COF之间是以典型的AB
方式堆积。