西华大学：超高温焦耳热冲击制备拓扑缺陷碳，用于催化碳纳米管可控生长

背景：碳纳米管传统制备依赖金属催化剂，残留金属影响其应用性能，开发非金属催化剂成为重要研究方向，其中拓扑缺陷可能成为关键催化位点，但高效构建方法面临挑战。研究目的：本研究提出采用焦耳热冲击技术高效构建富含拓扑缺陷的碳材料，并探究其催化碳纳米管生长的机制。结论：焦耳热冲击通过瞬时超高温脉冲和急速冷却，有效打断碳-氮键并抑制石墨化，成功构建富含五元环等拓扑缺陷的碳催化剂；理论计算表明五元环缺陷通过电子转移活化乙炔，其他缺陷协同引导表面自组装，实现碳纳米管可控生长；所得碳纳米管作为锂离子电池导电剂展现出优异电化学性能，为开发高性能无金属碳催化剂提供了新策略。