具有多孔性的二维 (2D) 无机纳米材料具有独特的尺寸相关特性、高比表面积和优异的质量传输，在能量转换和存储的各个领域应用十分广阔。由于尺寸特征和高孔隙率，2D多孔无机纳米材料具有有趣的特性，但圆形2D形状的受控生产仍然具有挑战性。
在此，韩国科学技术院（KAIST）Jinwoo Lee等人设计了一种简单的方法，通过在聚合物-聚合物界面集成嵌段共聚物 (BCP) 自组装和微畴的取向控制来生产二维多孔无机纳米硬币 (NC)。含有BCP和均聚（甲基丙烯酸甲酯）（hPMMA）的多组分混合物设计用于先进行宏观相分离，然后进行微相分离。
BCP平衡的界面兼容性允许在富含BCP的相和hPMMA基质之间的界面处垂直取向的层状组装，层状结构的分解和煅烧产生被微孔穿孔的超薄二维无机NC。
图1. 2D多孔无机纳米硬币的合成示意图
这种方法可以控制 NC 的厚度、尺寸和化学成分。2D多孔酸性铝硅酸盐NC (AS-NC) 用于制造锂硫电池的超薄轻质功能隔膜。
AS-NC层充当离子筛以选择性地阻止多硫化锂。丰富的酸性位点用于化学捕获多硫化物，并通过微孔将其排除在外，因此硫的利用率和循环稳定性增加。这项研究提供了对基于聚合物的多组分混合物的相行为的理解，并深入了解了具有许多应用的新型二维多孔无机材料的合成。
图2. 基于AS-NC隔膜的锂硫电池的电化学性能
Polymer Interface-Dependent Morphological Transition toward Two-Dimensional Porous Inorganic Nanocoins as an Ultrathin Multifunctional Layer for Stable Lithium–Sulfur Batteries, Journal of the American Chemical Society 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c05562
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