AbstractStructural defects in graphene directly influence its electronic structure and can lead to the development of unique properties. However, the introduction of defects into ordered mesoporous graphitic carbons has yet to be demonstrated. Herein, defects were successfully introduced into the graphitic carbon lattice of well-ordered hexagonal mesoporous carbons via a block copolymer soft-template method and high-temperature carbonization. Small-angle X-ray scattering, scanning electron microscopy, and nitrogen adsorption measurements revealed that well-ordered ~4 nm cylindrical mesoporous structures with high surface areas (532 m2g−1) and good mesoporosity were maintained after high-temperature carbonization up to 1500 °C and mechanical milling. Raman and CHN elemental analyses suggested that defects were introduced into the graphitic carbon lattice through surface reconstruction induced by N-atom removal during heat treatment. The obtained robust and well-ordered N-containing mesoporous carbons with deliberately introduced defects are considered promising materials for electrochemical reactions and as catalyst supports.The introduction of structural defects into ordered mesoporous carbons is demonstrated based on block copolymer-templating and high-temperature carbonization of N-containing polymers. N-atom removal during high-temperature heat treatment induces structural defect formation, and the use of soft-templating yields dense mesostructures tough enough to maintain ordering upon defect introduction.Please change the graphical abstract to the revised one sent by email separately.

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通过含氮聚合物前驱体的嵌段共聚物模板高温碳化诱导有序介孔碳中的缺陷

摘要石墨烯中的结构缺陷直接影响其电子结构，并导致其独特性能的发展。然而，向有序介孔石墨碳中引入缺陷尚未得到证实。在此，通过嵌段共聚物软模板法和高温碳化，成功地将缺陷引入有序六方介孔碳的石墨碳晶格中。小角度 X 射线散射、扫描电子显微镜和氮吸附测量表明，在高达 1500 ℃的高温碳化后，仍保持有序的~4 nm 圆柱形介孔结构，具有高表面积（532 m2g-1）和良好的介孔率。 °C 和机械研磨。拉曼和 CHN 元素分析表明，通过在热处理过程中去除 N 原子引起的表面重建，缺陷被引入石墨碳晶格中。获得的具有故意引入缺陷的坚固且有序的含氮介孔碳被认为是电化学反应和催化剂载体的有前途的材料。基于嵌段共聚物模板和高温碳化证明了将结构缺陷引入有序介孔碳中含氮聚合物。高温热处理过程中的 N 原子去除会导致结构缺陷的形成，而软模板的使用会产生足够坚固的致密介观结构，以便在缺陷引入时保持有序。请将图形摘要更改为单独通过电子邮件发送的修改后的摘要。获得的具有故意引入缺陷的坚固且有序的含氮介孔碳被认为是电化学反应和催化剂载体的有前途的材料。基于嵌段共聚物模板和高温碳化证明了将结构缺陷引入有序介孔碳中含氮聚合物。高温热处理过程中的 N 原子去除会导致结构缺陷的形成，而软模板的使用会产生足够坚固的致密介观结构，以便在缺陷引入时保持有序。请将图形摘要更改为单独通过电子邮件发送的修改后的摘要。获得的具有故意引入缺陷的坚固且有序的含氮介孔碳被认为是电化学反应和催化剂载体的有前途的材料。基于嵌段共聚物模板和高温碳化证明了将结构缺陷引入有序介孔碳中含氮聚合物。高温热处理过程中的 N 原子去除会导致结构缺陷的形成，而软模板的使用会产生足够坚固的致密介观结构，以便在缺陷引入时保持有序。请将图形摘要更改为单独通过电子邮件发送的修改后的摘要。基于嵌段共聚物模板和含氮聚合物的高温碳化，证明了将结构缺陷引入有序介孔碳中。高温热处理过程中的 N 原子去除会导致结构缺陷的形成，而软模板的使用会产生足够坚固的致密介观结构，以便在缺陷引入时保持有序。请将图形摘要更改为单独通过电子邮件发送的修改后的摘要。基于嵌段共聚物模板和含氮聚合物的高温碳化，证明了将结构缺陷引入有序介孔碳中。高温热处理过程中的 N 原子去除会导致结构缺陷的形成，而软模板的使用会产生足够坚固的致密介观结构，以便在缺陷引入时保持有序。请将图形摘要更改为单独通过电子邮件发送的修改后的摘要。