石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道構(gòu)成六角型蜂巢狀晶格的二維碳納米材料，具有高比表面積、高楊氏模量、高電子遷移率和**導(dǎo)熱率等理化性質(zhì)。石墨烯是我國(guó)“十三五”重點(diǎn)發(fā)展新材料之一，被列為基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料，在新能源、國(guó)家安全、航空航天、信息技術(shù)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。其中，氧化石墨烯和還原氧化石墨烯是兩種**的含有氧化基團(tuán)和缺陷的單層石墨烯衍生物，可以通過sp、sp²和sp³雜化軌道與許多不同的原子鍵合，從而獲得不同孔結(jié)構(gòu)的石墨烯材料。尤其是，多孔石墨烯材料可**結(jié)合多孔材料和石墨烯的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有高比表面積、豐富孔隙，而且可以實(shí)現(xiàn)離子快速傳輸，在能源、催化、分離等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。因此，理解石墨烯和多孔石墨烯材料的化學(xué)本征性質(zhì)、成孔內(nèi)在機(jī)制及其功能應(yīng)用角色，對(duì)未來設(shè)計(jì)和構(gòu)筑新型石墨烯和多孔石墨烯材料，實(shí)現(xiàn)其在催化、能源、環(huán)境等應(yīng)用具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。圖1.石墨烯的化學(xué)與重要應(yīng)用

近日，中科院大連化學(xué)物理研究所吳忠?guī)?/strong>研究員及其團(tuán)隊(duì)與中科院金屬研究所、清華-伯克利深圳學(xué)院成會(huì)明院士合作，系統(tǒng)綜述了石墨烯和多孔石墨烯材料的化學(xué)和應(yīng)用前景。該論文詳細(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)了不同多孔石墨烯材料包括面內(nèi)造孔，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，深入討論了不同石墨烯和多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)用中的化學(xué)作用和構(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的雙重優(yōu)勢(shì)。然后，討論了石墨烯和多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)等角度提出了可能的解決方案和發(fā)展策略。該綜述論文可為深入理解石墨烯和多孔石墨烯的化學(xué)性質(zhì)提供科學(xué)指導(dǎo)，并為其可控制備、理性構(gòu)建及重要應(yīng)用提供新的啟示。相關(guān)論文“The Chemistry and Promising Applications of Graphene and Porous Graphene Materials”發(fā)表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201909035)上。