氧化石墨烯和石墨烯在催化领域中的应用研究进展.pdf

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1、第25卷第4期化学研究中国科技核心期刊2014年7月CHEMICALRESEARCHhttp：／／hxya．chinajourna1．net．CD氧化石墨烯和石墨烯在催化领域中的应用研究进展杨敬贺，楚明超。(1．河南大学化学化工学院，河南开封475004；2．北京大学化学与分子工程学院，北京100871；3．河南省科学技术信息研究院，河南郑州450003)摘要：石墨烯具有独特的二维平面结构，其导电性能好，比表面积大，耐酸碱，耐高温．基于石墨烯的优异特性，本文作者从材料的合成和结构等方面对石墨烯基催化剂的研制及其催化性能进行了评述．介绍了石墨烯催化体系的类型和

2、机理，对石墨烯催化中存在的问题进行了简单分析，并对石墨烯在催化领域的应用前景进行了展望．关键词：石墨烯；氧化石墨烯；催化中图分类号：O643．38文献标志码：A文章编号：1。08一1011(2014)O4—0336-05ProgressinresearchofgrapheneoxideandgrapheneforcatalysisYANGJinghe'孙，CHUMingchao。(1．CollegeofChemistryandChemicalEngineering，HenanUniversity，Kaireng475004，Henan，China；2Coll

3、egeofChemistryandMolecularEngineering，PekingUniversity，Beijing100871，China；3．HenanPnovinicialInstituteofScientific&TechnicalInformation，Zhengzhou450003，Henan，China)Abstract：Grapheneisakindofuniquetwo—dimensionalcarbonmaterialwithgoodconductivi—ty，largesurfaceareaandhighstability．Ba

4、sedonthecharacteristicsofgraphene，thestrut—ture，thedevelopmentofsynthesismethodsandotheraspectsaswellasthecatalyticpropertiesofgraphene—basedcatalystsarereviewed．Themechanism，theproblemsandthefuturepros—pectsofgraphene—basedcatalysissystemsarealsodiscussed．Keywords：graphene；graphen

5、eoxide；catalysis碳材料种类繁多，包括sp、sp、sp。三种杂化结构，其中sp。结构的碳材料种类繁多，比表面积大，能较好的耐酸碱和耐高温，且具有一定的导电性，因此被认为是一种优良的催化剂候选材料．sp。碳材料主要包括石墨、碳纳米管和石墨烯等，他们具备多相催化材料的基本条件，比如容易制备、价格低廉、并且容易与反应体系分离等．石墨烯是近年来新发展的一种新型的sp碳材料，2004年GEIM小组首次报道了利用机械剥离法制备的石墨烯]，此后为满足不同科学领域的研究需要，研究人员又发展出了多种制备方法，如化学气相沉积法、有机合成法、氧化还原法等．在多种制备

6、方法中，化学氧化还原法制备的多层石墨烯能大规模制备，合成方法简单，因而在物理、化学和生物领域都取得了广泛的应用．此外，采用该法制备的石墨烯具有表面官能团丰富的特点，易被用于制备多种功能的衍生物，在能源、催化以及功能材料等领域具有广阔的应用前景．截止到目前，对石墨烯的研究主要集中在合成方法的发展和物理性质的考察，以及在纳米电子器件领域，超级电容器和锂离子电池领域的应用研究，而有关石墨烯在催化领域的应用研究较少，且大多还是将石墨烯作为载体应用于催化和电化学催化领域．然而，石墨烯作为催化剂应用于催化反应，是非金属催化领域中的一个重要的研究方向，亦将受到广泛的关注．

7、本文根据近年来研究人员在石墨烯基催化方面的研究成果，从石墨烯催化剂的合成和催化反应两方面进行评述，并对相关研究中出现的问题进行了收稿日期：2014—03—24．基金项目：河南大学科研基金项目(2013YBZR007)．作者简介：杨敬贺(1986一)，男，讲师，研究方向为能源环境与催化．通讯作者，E—mail：Jhyang@henu．edu．cr1．338化学研究段可以制备出不同类型的石墨烯．化学氧化还原法合成的石墨烯不仅具有优异的化学性质，如制备方法简单，具有可修饰性强等优点，而且得到的石墨烯含有一定数量的羧基、羟基和环氧基团，这些含氧基团可以连接其他多种类

8、型的有机无机官能团，从而提高石墨烯的催化性能．上述优