近日，材料学院青年教师巩玉同与浙江大学、德国马普胶体与界面研究所合作，在国际材料学权威综述期刊Progress in Materials Science（2021年影响因子：48.165）在线发表了题为” Bottom-up Hydrothermal Carbonization for the Precise Engineering of Carbon Materials”的长综述。全文共含8个章节，55幅图片和三个汇总表格，引用论文261篇。巩玉同副教授为综述的第一作者，西北工业大学材料学院、凝固技术国家重点实验室为论文的第一单位。浙江大学王勇教授和马普胶体与界面所Markus Antonietti教授为论文的通讯作者。

功能碳材料是催化、吸附分离、能源等领域的顶级材料选择。生物质水热过程（hydrothermal carbonization，简称HTC）是一个节能、绿色、可持续的功能碳材料制备策略。近20年来，生物质水热由传统“自上而下（Top-down）”处理生物质获取“类煤”材料的手段，逐渐发展为一个兼顾“自上而下（Bottom-up）”和“自下而上”过程的制备具有特定结构和功能碳材料的有力手段。

生物质水热过程的优势不仅限于其原料来源广，价格低廉和操作简便，从寡糖类生物质出发的“bottom-up”组装过程为材料的形貌、孔结构和官能团调控提供了广阔的机会（图1）。

图1 广受认可的生物质水热过程的微观机理示意图

图2 生物质水热过程可精准调控的炭材料结构

过去二十年研究工作证明，生物质水热过程完全能够胜任功能碳材料的微观形貌调控，化学结构调控和孔道结构调控。基于各种优化的生物质水热过程，可获得具有特定形貌、化学结构和孔道结构的目标碳基材料。这些材料不仅在传统碳材料的常见应用（如催化、储能等）中应用广泛，也扩展了炭材料的应用领域（如微纳马达、生物载药等）（图3）。

图3 基于精准调控的功能水热炭材料的应用范围

本综述将最近二十余年在生物质HTC炭材料精准调控领域的代表性工作进展进行了详述，旨在提供一个对该“工具”全面的了解，作者在该论文中也提出了对本领域的深入见解，给出了本领域亟待解决的关键科学和技术问题以及领域未来发展方向。

本工作中巩玉同副教授得到国家自然科学基金项目（21872121）、西北工业大学科研启动基金项目（G2019KY05119）和博士后面上基金项目（2021M692634）的资助。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642522001293