纳米多孔结构的碳材料由于具有大比表面积、独特的孔结构以及丰富的纳米孔，使其在储能领域应用潜力巨大，也引起了人们的高度重视。然而，对于多孔材料在纳米尺度上，面向不同储能需求的多功能组合和调控仍是目前材料领域的一个难点问题。在国家自然科学基金项目(批准号：51274240)的资助下，中南大学周向阳课题组与香港理工大学Limin Zhou课题组合作，在一维与二维纳米多孔碳材料的制备、表征及形貌结构控制的过程机理方面的研究取得了重要进展，相关研究成果分别在能源领域著名杂志《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science)以及《纳米能源》(Nano Energy)上发表。
为了获得同时具有高石墨化度和大比表面积的碳纳米纤维，合作双方经过共同努力，利用纳米镍颗粒在无定形碳纤维基体中的催化石墨化原理，结合静电纺丝和化学活化技术，设计和制备了具有丰富石墨化隧道的“N-掺杂活化碳纳米纤维”(ANHTGCNs)。该材料作为锂离子电池负极材料时，具有高达1560 mAh/g的比容量，是目前商用石墨负极的4倍多，同时表现出优异的循环与倍率性能。这种通过控制金属颗粒的扩散路径来调节无定形碳石墨化结构的方法，为具有特殊石墨化结构的一维碳纳米材料制备提供了一条全新的思路。
合作双方还开发了一种基于液相原位生长技术的防止石墨烯片层团聚新方法，主要通过在高度分散的氧化石墨烯表面生长尺寸可控的二氧化硅保护层、后续的热处理及二氧化硅的选择性刻蚀等步骤得以实现，当其作为锂离子电池负极材料时，表现出了优异的循环性能及倍率特性。
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