Synthesis of nitrogen-doped mesoporous carbon spheres with extra-largepores through assembly of diblock copolymer micelles

Angewandte Chemie - International Edition

Volumn 54, Issue 2, 2015, Pages 588-593

  Tang, Jing ^a,b   Liu, Jian ^c   Li, Cuiling ^a   Li, Yunqi ^a,b   Tade, Moses O ^c   Dai, Sheng ^d   Yamauchi, Yusuke ^a,b  

^a NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^b WASEDA UNIVERSITY   (Japan)

^c CURTIN UNIVERSITY   (Australia)

^d UNIVERSITY OF TENNESSEE   (United States)

Author keywords

Carbon spheres; Large sized mesopores; Mesoporous materials; Micelles; Oxygen reduction reaction

Indexed keywords

BLOCK COPOLYMERS; CARBON; COPOLYMERS; DOPING (ADDITIVES); ELECTROLYTIC REDUCTION; MASS TRANSPORTATION; MICELLES; NITROGEN; SPHERES; SYNTHESIS (CHEMICAL);

CARBON SPHERES; DIBLOCK COPOLYMER MICELLES; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; MESO-PORES; NITROGEN-DOPED MESOPOROUS CARBONS; OXYGEN REDUCTION REACTION; SELF-POLYMERIZATION; SMALL PARTICLE SIZE;

MESOPOROUS MATERIALS;

CARBON; MICELLE; NITROGEN; POLYMER;

CHEMISTRY; MICELLE; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY;

CARBON; MICELLES; MICROSCOPY, ELECTRON, SCANNING; NITROGEN; POLYMERS;

EID: 84922668690     PISSN: 14337851     EISSN: 15213773     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/anie.201407629     Document Type: Article

References (76)

1. a) C. D. Liang, Z. J. Li, S. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3696;
2. Angew. Chem. 2008, 120, 3754;
3. b) Z. X. Wu, W. D. Wu, W. J. Liu, C. Selomulya, X. D. Chen, D. Y. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13764;
4. Angew. Chem. 2013, 125, 14009;
5. c) W. Luo, B. Wang, C. G. Heron, M. J. Allen, J. Morre, C. S. Maier, W. F. Stickle, X. L. Ji, Nano Lett. 2014, 14, 2225;
6. d) T. Y. Ma, J. R. Ran, S. Dai, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7281;
7. Angew. Chem. 2014, 126, 7409;
8. e) Y. Zheng, Y. Jiao, L. H. Li, X. Tan, Y. Chen, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, ACS Nano 2014, 8, 5290;
9. f) Z. Y. Jin, A. H. Lu, Y. Y. Xu, J. T. Zhang, W. C. Li, Adv. Mater. 2014, 26, 3700.
10. a) S. H. Joo, S. J. Choi, I. Oh, J. Kwak, Z. Lin, O. Terasaki, R. Ryoo, Nature 2001, 412, 169;
11. b) J. H. Bang, K. Han, S. E. Skrabalak, H. Kim, K. S. Suslick, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 10959;
12. c) H. D. Du, L. Gan, B. H. Li, P. Wu, Y. L. Qiu, F. Y. Kang, R. W. Fu, Y. Q. Zeng, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2040;
13. d) J. Tang, J. Liu, N. L. Torad, T. Kimura, Y. Yamauchi, Nano Today 2014, 9, 305.
14. a) J. Liu, T. Y. Yang, D. W. Wang, G. Q. Lu, D. Y. Zhao, S. Z. Qiao, Nat. Commun. 2013, 4, 2798;
15. b) X. Sun, Y. D. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 597;
16. Angew. Chem. 2004, 116, 607;
17. c) A. H. Lu, G. P. Hao, Q. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9023;
18. Angew. Chem. 2011, 123, 9187;
19. d) A. H. Lu, T. Sun, W. C. Li, Q. Sun, F. Han, D. H. Liu, Y. Guo, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11765;
20. Angew. Chem. 2011, 123, 11969.
21. a) Z. A. Qiao, B. K. Guo, A. J. Binder, J. H. Chen, G. M. Veith, S. Dai, Nano Lett. 2013, 13, 207;
22. b) N. P. Wickramaratne, J. T. Xu, M. Wang, L. Zhu, L. M. Dai, M. Jaroniec, Chem. Mater. 2014, 26, 2820;
23. c) Y. Fang, G. F. Zheng, J. P. Yang, H. S. Tang, Y. F. Zhang, B. Kong, Y. Y. Lv, C. J. Xu, A. M. Asiri, J. Zi, F. Zhang, D. Y. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5366;
24. Angew. Chem. 2014, 126, 5470.
25. a) S. Wang, W. C. Li, G. P. Hao, Y. Hao, Q. Sun, X. Q. Zhang, A. H. Lu, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15304;
26. b) J. Liu, S. Z. Qiao, H. Liu, J. Chen, A. Orpe, D. Y. Zhao, G. Q. Lu, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5947;
27. Angew. Chem. 2011, 123, 6069;
28. c) J. Choma, D. Jamiola, K. Augustynek, M. Marszewski, M. Gao, M. Jaroniec, J. Mater. Chem. 2012, 22, 12636.
29. a) K. Ai, Y. L. Liu, C. P. Ruan, L. H. Lu, G. Q. Lu, Adv. Mater. 2013, 25, 998;
30. b) Y. Fang, D. Gu, Y. Zou, Z. X. Wu, F. Y. Li, R. C. Che, Y. H. Deng, B. Tu, D. Y. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 7987;
31. Angew. Chem. 2010, 122, 8159.
32. a) C. Liang, K. Hong, G. A. Guiochon, J. M. Mays, S. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 5785;
33. Angew. Chem. 2004, 116, 5909;
34. b) Y. H. Deng, J. Wei, Z. K. Sun, D. Y. Zhao, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 4054;
35. c) Y. H. Deng, C. Liu, D. Gu, T. Yu, B. Tu, D. Y. Zhao, J. Mater. Chem. 2008, 18, 91;
36. d) H. I. Lee, J. H. Kim, D. J. You, J. E. Lee, J. M. Kim, W. S. Ahn, C. Pak, S. H. Joo, H. Chang, D. Seung, Adv. Mater. 2008, 20, 757.
37. a) R. Liu, S. M. Mahurin, C. Li, R. R. Unocic, J. C. Idrobo, H. Gao, S. J. Pennycook, S. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6799;
38. Angew. Chem. 2011, 123, 6931;
39. b) F. W. Ma, H. Zhao, L. P. Sun, Q. Li, L. H. Huo, T. Xia, S. Gao, G. S. Pang, Z. Shi, S. H. Feng, J. Mater. Chem. 2012, 22, 13464;
40. c) J. Sun, J. Zhang, M. Zhang, M. Antonietti, X. Fu, X. Wang, Nat. Commun. 2012, 3, 1139;
41. d) J. Yan, L. Yang, M. F. Lin, J. Ma, X. Lu, P. S. Lee, Small 2013, 9, 596.
42. a) X. H. Li, M. Antonietti, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4572;
43. Angew. Chem. 2013, 125, 4670;
44. b) T. Wang, C. X. Zhang, X. Sun, Y. X. Guo, H. Guo, J. Tang, H. R. Xue, M. Z. Liu, X. X. Zhang, L. Zhu, Q. Q. Xie, J. P. He, J. Power Sources 2012, 212, 1;
45. c) Z. W. Liu, F. Peng, H. J. Wang, H. Yu, W. X. Zheng, J. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3257;
46. Angew. Chem. 2011, 123, 3315;
47. d) Y. Q. Chang, F. Hong, C. X. He, Q. L. Zhang, J. H. Liu, Adv. Mater. 2013, 25, 4794.
48. a) H. Lee, S. M. Dellatore, W. M. Miller, P. B. Messersmith, Science 2007, 318, 426;
49. b) S. Hong, Y. S. Na, S. Choi, I. T. Song, W. Y. Kim, H. Lee, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4711;
50. c) F. Q. Zhang, Y. Meng, D. Gu, Y. Yan, C. Z. Yu, B. Tu, D. Y. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13508.
51. R. J. Li, K. Parvez, F. Hinkel, X. L. Feng, K. Müllen, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5535;
52. Angew. Chem. 2013, 125, 5645.
53. E. Raymundo-Piñero, D. Cazorla-Amorós, A. Linares-Solano, J. Find, U. Wild, R. Schlögl, Carbon 2002, 40, 597.
54. M. C. Huang, H. S. Teng, Carbon 2003, 41, 951.
55. C. Weidenthaler, A. H. Lu, W. Schmidt, F. Schüth, Microporous Mesoporous Mater. 2006, 88, 238.
56. a) K. P. Gong, F. Du, Z. H. Xia, M. Durstock, L. M. Dai, Science 2009, 323, 760;
57. b) R. L. Liu, D. Q. Wu, X. L. Feng, K. Müllen, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2565;
58. Angew. Chem. 2010, 122, 2619;
59. c) L. F. Lai, J. R. Potts, D. Zhan, L. Wang, C. K. Poh, C. H. Tang, H. Gong, Z. X. Shen, J. Y. Lin, R. S. Ruoff, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7936;
60. d) D. H. Deng, X. L. Pan, L. A. Yu, Y. Cui, Y. P. Jiang, J. Qi, W. X. Li, Q. A. Fu, X. C. Ma, Q. K. Xue, G. Q. Sun, X. H. Bao, Chem. Mater. 2011, 23, 1188;
61. e) P. Wang, Z. K. Wang, L. X. Jia, Z. L. Xiao, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 2730.
62. a) G. S. Chai, I. S. Shin, J. S. Yu, Adv. Mater. 2004, 16, 2057;
63. b) S. An, J. H. Park, C. H. Shin, J. Joo, E. Ramasamy, J. Hwang, J. Lee, Carbon 2011, 49, 1108;
64. c) B. Z. Fang, J. H. Kim, M. Kim, J. S. Yu, Chem. Mater. 2009, 21, 789;
65. d) B. Z. Fang, J. H. Kim, C. Lee, J. S. Yu, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 639;
66. e) J. Liang, Y. Zheng, J. Chen, J. Liu, D. Hulicova-Jurcakova, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3892;
67. Angew. Chem. 2012, 124, 3958.
68. Y. Jiao, Y. Zheng, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4394.
69. a) D. S. Yang, D. Bhattacharjya, S. Inamdar, J. Park, J. S. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16127;
70. b) P. Chen, T. Y. Xiao, Y. H. Qian, S. S. Li, S. H. Yu, Adv. Mater. 2013, 25, 3192;
71. c) M. K. Liu, Y. F. Song, S. X. He, W. W. Tjiu, J. S. Pan, Y. Y. Xia, T. X. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 4214;
72. d) J. Yan, H. Meng, W. D. Yu, X. L. Yuan, W. R. Lin, W. P. Ouyang, D. S. Yuan, Electrochim. Acta 2014, 129, 196.
73. a) S. Wang, L. Zhang, Z. Xia, A. Roy, D. W. Chang, J. B. Baek, L. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 4209;
74. Angew. Chem. 2012, 124, 4285;
75. b) J. Tang, T. Wang, X. C. Pan, X. Sun, X. L. Fan, Y. X. Guo, H. R. Xue, J. P. He, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 16896.
76. S. S. Feng, W. Li, Q. Shi, Y. H. Li, J. C. Chen, Y. Ling, A. M. Asiri, D. Y. Zhao, Chem. Commun. 2014, 50, 329.