摘要：在纯碳结构中引入不同大小和电负性的杂原子（即与碳原子不同的原子）为控制碳材料中的电子分布提供了一种方法。这种杂原子掺杂过程可提升其电学、电化学、电子学、光学、热学甚至力学性能，使其适用于多样化的应用领域。尽管杂原子掺杂碳基无金属材料（C-MFMs）在催化应用方

在纯碳结构中引入不同大小和电负性的杂原子（即与碳原子不同的原子）为控制碳材料中的电子分布提供了一种方法。这种杂原子掺杂过程可提升其电学、电化学、电子学、光学、热学甚至力学性能，使其适用于多样化的应用领域。尽管杂原子掺杂碳基无金属材料（C-MFMs）在催化应用方面的研究已得到广泛综述，但对其非催化作用的系统性综述仍显不足。

本文，河南师范大学武大鹏 教授团队、北京化工大学胡传刚 教授、新南威尔士大学Liming Dai《ACS Nano》期刊发表名为“Heteroatom-Doped Carbon Materials for Multifunctional Noncatalytic Applications”的综述，全面分析了异原子掺杂（如氮、硼、硫、磷、氟等）对C-MFMs在多功能非催化应用（如能量存储，包括超级电容器、二次电池和混合电容器）中的影响。除能源相关应用外，本综述还探讨了C-MFMs在光电子器件（如光伏器件、光探测器、场发射晶体管和发光二极管）中的最新进展，以及在快速发展的环境修复领域（如水和空气净化）和医疗应用（如药物/基因递送、 生物成像/传感和光热疗法）。

本综述对用于这些非催化应用的碳基材料的最新进展进行了详细概述。将讨论异原子对材料行为影响的机理，同时重点关注当前对结构控制的改进以及更可行、可扩展的生产方法的需求。最后，我们将讨论结构-性能关系在碳-MFMs应用中的影响，以及通过理性设计策略推进这些碳基材料发展的机遇。

文献：

来源：材料分析与应用

来源：石墨烯联盟