科學(xué)家發(fā)表石墨烯和孔石墨烯材料的化學(xué)和應(yīng)用前景研究進(jìn)展綜述文章

科學(xué)家發(fā)表石墨烯和孔石墨烯材料的化學(xué)和應(yīng)用前景研究進(jìn)展綜述文章

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠?guī)浐椭袊茖W(xué)院金屬研究所、清華-伯克利深圳學(xué)院成會(huì)明合作，應(yīng)邀發(fā)表題為《石墨烯和孔石墨烯材料的化學(xué)和應(yīng)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(diǎn)發(fā)展新材料之一，被列為先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料。由于石墨烯具有超薄二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等性質(zhì)，據(jù)預(yù)測近期有可能在儲(chǔ)能、薄膜和涂層、復(fù)合材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)較大產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。該研究團(tuán)隊(duì)一直致力于高質(zhì)量石墨烯材料宏量可控制備、石墨烯宏觀體的設(shè)計(jì)與組裝，及高效電化學(xué)儲(chǔ)能器件（鋰離子電池、超級(jí)電容器、柔性/微型儲(chǔ)能）等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，取得了一系列原創(chuàng)性研究成果。

基于前期的研究基礎(chǔ)，該團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)綜述了石墨烯和孔石墨烯材料的化學(xué)和應(yīng)用前景研究進(jìn)展。首先，該綜述詳細(xì)介紹了石墨烯的表界面化學(xué)、組裝化學(xué)和功能化學(xué)，重點(diǎn)總結(jié)了不同孔石墨烯材料（包括面內(nèi)造孔材料，二維層狀孔、三維組裝孔材料）的構(gòu)筑方法，揭示了不同孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)制和表面化學(xué)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(jí)電容器、二次電池、電催化、海水淡化、氣體分離等重要應(yīng)用中的構(gòu)效關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了多孔石墨烯材料具備石墨烯和多孔材料雙重優(yōu)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(zhàn)，從仿生化學(xué)、組裝化學(xué)、表界面化學(xué)等角度提出了可行性解決方案及未來的發(fā)展方向。該綜述為理解石墨烯化學(xué)、石墨烯材料的可控制備與理性構(gòu)建及其重要應(yīng)用提供了一定的科學(xué)指導(dǎo)。

該綜述發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）上。上述工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、博士后基金項(xiàng)目等資助。