隨著石墨烯產業的快速發展，低成本可持續合成單層氧化石墨烯（GO）在海水淡化、熱管理、儲能和功能復合材料等諸多應用中變得越來越重要。與傳統化學氧化方法相比，石墨插層化合物（GIC）的水電解氧化在環境友好性、安全性和效率方面表現出明顯的優勢，但存在氧化不均勻的問題，通常產率約為50 wt.%，單層約為50%。
近日，中科院沈陽金屬所Wencai Ren，Songfeng Pei報道了水誘導的GIC脫插是造成水電解氧化法氧化不均勻的原因。通過原位實驗，揭示了水擴散控制GIC電化學氧化和脫插的原理。
文章要點
1）基于此原理，研究人員開發了一種液膜電解方法，可以精確控制水的擴散，實現氧化和脫嵌之間的動態平衡，從而實現工業化可持續合成均勻單層GO，產率高（~180 wt.%），成本低（約為Hummers方法的1/7）。
2）此外，該方法可以精確控制GO的結構，并使用純水合成GO。這項工作為水在石墨電化學反應中的作用提供了新的見解，為GO的工業應用鋪平了道路。
參考文獻
Guo, J., Pei, S., Huang, K. et al. Control of water for high-yield and low-cost sustainable electrochemical synthesis of uniform monolayer graphene oxide. Nat Commun 16, 727 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-56121-4
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56121-4
