科學家發表石墨烯和孔石墨烯材料的化學和應用前景研究進展綜述文章

科學家發表石墨烯和孔石墨烯材料的化學和應用前景研究進展綜述文章

近日，中國科學院大連化學物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠帥和中國科學院金屬研究所、清華-伯克利深圳學院成會明合作，應邀發表題為《石墨烯和孔石墨烯材料的化學和應用前景》（The Chemistry and Promising Applications of Graphene and Porous Graphene Materials）的綜述文章。

石墨烯是我國“十三五”重點發展新材料之一，被列為先進基礎材料、關鍵戰略材料和前沿新材料。由于石墨烯具有超薄二維結構和優異的力學、光學、電學等性質，據預測近期有可能在儲能、薄膜和涂層、復合材料等領域實現較大產業化進展。該研究團隊一直致力于高質量石墨烯材料宏量可控制備、石墨烯宏觀體的設計與組裝，及高效電化學儲能器件（鋰離子電池、超級電容器、柔性/微型儲能）等方面的應用基礎研究，取得了一系列原創性研究成果。

基于前期的研究基礎，該團隊系統綜述了石墨烯和孔石墨烯材料的化學和應用前景研究進展。首先，該綜述詳細介紹了石墨烯的表界面化學、組裝化學和功能化學，重點總結了不同孔石墨烯材料（包括面內造孔材料，二維層狀孔、三維組裝孔材料）的構筑方法，揭示了不同孔結構的調控機制和表面化學修飾的重要性。其次，該綜述深入討論了不同石墨烯和孔石墨烯材料在超級電容器、二次電池、電催化、海水淡化、氣體分離等重要應用中的構效關系，強調了多孔石墨烯材料具備石墨烯和多孔材料雙重優勢。最后，該綜述簡要討論了石墨烯和孔石墨烯材料所面臨的挑戰，從仿生化學、組裝化學、表界面化學等角度提出了可行性解決方案及未來的發展方向。該綜述為理解石墨烯化學、石墨烯材料的可控制備與理性構建及其重要應用提供了一定的科學指導。

該綜述發表在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。上述工作得到國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目、博士后基金項目等資助。