具有高比表面积的介孔碳材料一直以来是学者们研究的热点,被广泛应用于各种与技术和能源相关的材料领域。近年来,离子液体作为一类新兴的碳材料前驱体,其卓越的性质引发了人们热切的关注,例如低挥发性、不易燃、较高的热稳定性和化学稳定性、合成简易方便、可实现多元素掺杂、可直接一步碳化等优点。众所周知,氰基离子液体间的相互反应是分子前驱体到碳材料产物这一过程中热稳定性和交联聚合结构生成的关键步骤,这种化学过程被称之为腈基环三聚反应(NTR,腈基转化为三嗪环)。然而,由于热解过程的复杂性,前驱体缩合和碳化的机理尚不清晰。在本论文中,我们发现传统的环三聚反应在我们合成的氰基离子液体中并不会出现,通过研究和表征,我们提出一种新的“腈链反应”(NCR),离子液体前驱体在NCR的驱动下生成一些低聚物(例如二聚体、三聚体和四聚体),然后在高温下经过各种交联和重组产出碳材料。得益于离子液体功能化的结构以及NCR机理,文中获得的碳材料在没有任何模板的辅助下依旧拥有1050 m2 g-1的高比表面积、高含量的N,S双掺杂以及类石墨化的结构,并在碱性电解质中展现了可与商业用Pt/C和Ru O2催化剂相比拟的ORR和OER活性,是一种优异的双功能催化剂。除此之外,我们的研究和分析表明,阴离子双三氟甲烷磺酰亚胺(TFSI)展现了比咪唑阳离子更好的热稳定性,这为更稳定的中间聚合物的研发提供了借鉴。