该项目属于材料科学技术与能源科学技术交叉领域。纳米碳材料是当代科学的前沿研究热点，对其研究有望产生材料科学与能源科学领域的变革性技术，是世界各国激烈角逐的战略科技高地。申请人基于在聚合物衍生纳米碳材料领域的长期积累做出了大量创新性工作，取得了实验技术、结构与组分调控、前瞻性应用等方面的突破性进展，赢得了国际学术界的广泛认可，引领和推动了相关领域的研究和发展。主要成果包括：

1.建立了聚膦腈衍生杂原子共掺杂型纳米碳材料的制备方法，实现了纳米碳材料组分与结构的理性设计。

申请人基于聚膦腈化学结构特性，提出一步碳化法直接制备N/P/S三元共掺杂纳米碳材料的新路径，揭示了掺杂型纳米碳材料微结构与前驱体结构的对应规律、内在联系与控制机理；理性设计了多种形貌结构的聚膦腈基微纳米材料，在碳前驱体微结构的调控方面取得了系统性的重要进展，为最终纳米碳材料组分的控制建立了实验和理论基础。

2.系统认识和率先提出了聚苯乙烯基纳米碳材料微结构的精确调控方法。

申请人首次发现空心聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物（PS-co-DVB）胶囊经超交联反应可生成外径尺寸不变的准实心均质超交联聚苯乙烯（HCPS）微球，通过对碳源HCPS的二次交联，可实现碳球介孔向微孔的转变，构筑出多级微孔结构，并显著地提高微孔孔容和比表面积；通过超交联反应物的结构变化，即由实心PS-co-DVB微球变为空心PS-co-DVB胶囊（不同空腔体积比），可实现碳源HCPS微球聚合物链间距和孔隙率的调节，优化碳球微孔结构参数；首次通过无模板法改变碳源微结构实现碳球微孔结构参数的调节，为优化多孔碳的孔结构提供了一种新方法。

3.阐明了纳米碳材料微结构、杂原子掺杂与储能的构效关系。

申请人系统研究了纳米碳材料多级孔结构、掺杂原子的类型及含量与双电层储能、储氢等特性间等构效关系，揭示了中空纳米碳球空腔结构、多级孔壳层结构、比表面积、孔容、孔径分布、杂原子掺杂等结构特性与能量存储性能之间的规律，为设计制备纳米碳材料基高性能储能器件提供了理论依据。

研究成果发表在Carbon、Applied Surface Science、RSC Advance、Journal of Colloid and Interface Science、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Soft Matter等材料、能源领域著名SCI期刊，得到国内外同行广泛引用，丰富了二次交联热解法构建聚合物基纳米碳材料理论，在国际上引领了聚膦腈前驱体一步制备多元素共掺杂纳米碳材料的研究方向，阐明的纳米碳材料微结构与储能之间的关系为未来新材料设计奠定了理论基础。研究成果得到国内外同行的广泛关注，推动了材料科学与能源科学之间的相互交叉与发展。代表性论文被他引大于130次。

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