研究目的
通过微波辅助化学蚀刻研究石墨烯中纳米孔的可扩展和可控制备，以改善其电化学性能。
研究成果
MACE方法能够快速、可扩展且可控地制备具有优异电化学性能的多孔石墨烯。这些纳米孔洞增大了可接触表面积，促进了离子扩散和异相电荷转移，使该材料在储能和电催化应用中展现出良好前景。
研究不足
该研究聚焦于多孔石墨烯的制备及其初步电化学表征。长期稳定性、工业化环境中的可扩展性以及与其他纳米材料的对比是未来研究的重点方向。
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通过微波辅助化学刻蚀实现石墨烯中纳米孔的可扩展可控制备以改善电化学性能
DOI：10.1016/j.carbon.2020.01.076
期刊：Carbon
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
石墨烯基平面上的纳米孔可为提升电化学性能提供丰富的质量传输通道和化学活性位点。然而当前采用热化学刻蚀工艺制备这些纳米孔时，由于传统整体加热策略难以促进刻蚀反应，普遍存在工艺效率不足、规?；潭鹊图翱煽匦圆畹任侍?。为解决该难题，本研究开发了利用微波辐照促进和控制石墨烯化学刻蚀的新工艺。该工艺中微波能选择性加热液相中的石墨烯，从而加速石墨烯-刻蚀剂界面处的反应进行。与传统方法相比，采用该策略可将处理时间从小时级显著缩短至分钟级，同时实现对石墨烯基平面上纳米孔数量与面积占比的精准调控。密度泛函理论（DFT）和分子动力学（MD）模拟表明：纳米孔的形成源于预处理空位周围边缘位原子上发生的循环性刻蚀剂氧化过程。所得多孔氧化石墨烯片层因比表面积提升、离子扩散加快及异相电荷转移增强，展现出优异的电容性能与电催化活性。
作者：
Dini Wang，Rui Dai，Xing Zhang，Lei Liu，Houlong Zhuang，Yongfeng Lu，Yan Wang，Yiliang Liao，Qiong Nian
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