多孔材料(PMs)具有可调的孔隙率、高比表面积(SSA)等优异的化学和物理性质,因而在储能、催化、气体吸附和分离等领域受到广泛关注。尤其是其极高的表面积与质量或体积之比使得在表面和内部多孔空间中都可以与各种有机或无机物质发生紧密的相互作用。石墨烯是一种典型的sp 2 杂化碳二维(2D)薄片,具有高SSA、高杨氏模量、高固有电子迁移率等优异化学和物理性能。其中,氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rGO)是两种典型的含有氧化基团和缺陷的单层石墨烯衍生物。此外,它们可以通过sp、sp 2 和sp 3 杂化轨道与许多不同的原子键合,从而生产出可有效结合PMs和石墨烯优点的多孔石墨烯(PG)。目前,石墨烯和氧化石墨烯(GO)作为两种独特的材料,渗透到几乎所有的研究领域,而多孔石墨烯材料(PGMs)结合了多孔材料和石墨烯的优点。因此,对石墨烯和PGMs进行总结显得非常有必要! 成果简介 基于此, 中国科学院沈阳金属研究所的成会明研究员和中国科学院大连化学物理研究所的吴忠帅研究员(共同通讯作者) 联合总结报道了石墨烯和多孔石墨烯材料的化学性质和应用前景。在本文中,首先介绍了功能化石墨烯和GO的化学性质和处理方法,并介绍了构建多孔的典型步骤(面内孔、2D层状孔和3D互连孔组件等)。其次,总结了自组装以及定制PGMs的机制以突出显示精确控制孔的形态和孔径的意义。由于PGMs具有独特的孔结构、不同的形态和优异的性能,因此它们在能量存储、电催化和分子分离等各种应用中用作关键成分。最后,讨论了从了解化学自组装到特定应用中与PGMs相关的挑战,并提出了如何解决这些挑战的方案。总之,这为了解PGMs的化学性质和未来的应用发展提供了深刻见解。研究成果以题为 “The Chemistry and Promising Applications of Graphene and Porous Graphene Materials” 发布在国际著名期刊 Adv. Funct. Mater. 上。