综述：基于商业膜模板的分级多孔碳整体材料

本文推荐一种低成本、可规模化的单步软模板法，利用商用尼龙膜制备具有分级孔隙（微孔<2 nm/介孔2-50 nm/大孔>50 nm）的碳材料。该材料兼具高比表面积（氮吸附测定）和快速传输特性（电导率9.25 S/cm），在电化学储能（EES）系统中展现潜力，包括锂金属负极支架、催化剂载体和双电层电容器应用。

　　

Abstract
高比表面积多孔碳材料因其传输特性、低成本和结构可调性，在电化学储能（EES）领域备受关注。本研究通过商用尼龙膜模板一步热解制备分级多孔碳，实现10 nm微/介孔与400 nm大孔的协同分布，氮吸附显示微孔主导的高比表面积，四探针电导率达9.25 S/cm，电化学测试证实其作为锂金属电池电极的可行性。

Introduction
能源存储的未来依赖于高能量密度与低空间占用的材料。多孔碳凭借其可调控的孔隙结构和石墨化程度，在电池（如锂金属负极抗枝晶支架）、燃料电池（铂催化剂载体）和电容器（双电层电容增强）中广泛应用。传统制备方法如硬模板（需强酸蚀刻）或软模板（结构限制）存在缺陷，而本研究提出的尼龙膜模板法兼具工艺简便性与结构优势。

Materials and Synthesis
以尼龙膜（0.45 μm）为模板，浸渍苯酚-甲醛树脂（resols）与聚4-乙烯基吡啶（P4VP）混合溶液，经120°C交联和900°C热解后获得黑色碳材料。过程中膜模板颜色由白变棕最终碳化，尺寸收缩但保持原始形状。

Results and Discussion
扫描电镜（SEM）显示材料保留尼龙膜纤维结构，形成连续孔网络。氮吸附等温线揭示微孔（<2 nm）贡献主要比表面积，而大孔（400 nm）促进电解质渗透。电导率测试（9.25 S/cm）证实其优于传统多孔碳的传输性能。电化学循环测试中，该材料作为锂金属对电极表现稳定，暗示其在EES系统中的实用性。

Conclusions
尼龙膜衍生的分级多孔碳通过单步热解实现微/大孔协同，平衡了高比表面积与快速传质需求。该方法规避了复杂模板移除步骤，为下一代EES设备（如3D纳米结构储能器件）的电极材料设计提供新思路。

CRediT贡献声明
Ulrich Wiesner团队主导研究，Sriram Murali等参与实验与写作。

利益冲突声明
作者声明无经济利益冲突。

作者背景
Sriram Murali为材料科学与工程专业本科生，研究方向聚焦能源存储用嵌段共聚物合成。