采用环保绿色方法制备的高品质石墨烯对最大化其应用性能至关重要。本文，华东理工大学张良柱 特聘副研究员、中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅 研究员等在《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》期刊发表名为“Green and Scalable Production of High-Quality Graphene by Solid Lithiation and Exfoliation”的论文，研究通过固相锂化与剥离技术，实现了高品质石墨烯的绿色可扩展生产，避免使用强氧化剂。该插层-剥离工艺可制备平均厚度为1.1纳米、高结晶度的优质少层石墨烯纳米片。所得石墨烯纳米片具有低缺陷密度（ID/IG≈0.11）和高C/O比（≈24.6），可实现26.7%产率的大规模分散与生产。
此外，在热重分析中，本石墨烯纳米片展现出优异的热稳定性：550℃下无显著质量损失，700℃附近几乎完全分解。经剥离处理的石墨烯纳米片还被用作氧析出反应催化剂的导电基底。负载钴的石墨烯展现出优异的催化活性与长期稳定性，在10 mA cm⁻²电流密度下过电位为0.34 V，塔菲尔斜率达99 mV dec⁻¹。本研究由此开辟了一条高效环保的高品质石墨烯制备路径，为其在电子学、储能及复合材料等前沿领域的应用潜力提供了突破性支持。
图1、Preparation and morphology characterization of graphene nanosheets. (a) Schematic of the solid lithiation and exfoliation process for the preparation of graphene nanosheets. (b) SEM image of the original graphite powder. (c) SEM image of exfoliated graphene nanosheet. (d) Photograph of two 1 L bottles of graphene dispersion.
综上所述，我们开发了一种固态锂化剥离法，能够高效实现从原始石墨大规模生产高质量少层石墨烯纳米片。该策略不仅解决了传统哈默法带来的环境污染问题，还保留了剥离石墨烯的蜂窝状晶格结构，具有低缺陷密度（ID/IG≈0.11）和高碳氧比（≈24.6）。采用该方法制备的2-8层优质石墨烯平均厚度达1.1纳米。此外，所得石墨烯展现出优异的氧析出反应性能和卓越的热稳定性，凸显其在催化、储能、热管理等相关领域的巨大应用潜力。
文献：https://doi.org/10.1002/adfm.202529228
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