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“访企拓岗”进新区，“校地合作”促就业！万鑫石墨谷参加新区与哈师大召开的线上对接会
4月29日下午，哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司参加了由哈尔滨新区党工委、哈尔滨新区管理委员会及哈尔滨师范大学联合举办的融在新区·相约周五”第44期围绕“‘访企拓岗’进新区，‘校地合作’促就业”主题开展的校地合作线上对接会。 哈尔滨新区党工委委员，自贸区哈尔滨片区党工委委员，松北区委常委、组织部部长万炳睿，哈尔滨新区发展和改革局局长于宏，哈尔滨师范大学党委副书记、工会主席郭砾及相关学院负责人出席会议。万鑫石墨谷同中科盈江、工大软件、谷实生物、海邻科、朝喜文创等6家企业共同参会。会议由哈尔滨新区人力资源服务有限公司总经理程怀强主持。 会上，松北区委常委、组织部部长万炳睿首先介绍了哈尔滨新区整体发展情况以及新区的各项人才政策和兑现情况。万部长表示，近年来哈尔滨新区发展势头强劲，正处于“五区叠加”历史机遇期，企业在发展中对人才的需求比以往任何时候都更加迫切，高校毕业生在新区将得到广阔的发展空间。希望通过今天的活动，哈尔滨师范大学能够寻找到适合学生实习就业的合作企业，毕业生能够得到更多施展才华的机会，让更多优秀人才留在新区。 在学校推介环节中，哈尔滨师范大学党委副书记郭砾首先向参会的新区领导及企业嘉宾介绍了学校的概况、生源信息。郭书记表示，哈尔滨师范大学2022届毕业生近万人，哈尔滨新区是师大毕业生留省就业的重要区域，希望今后进一步搭建合作平台、建立良性互动机制，开展务实、高效、长远的深入对接，充分发挥校地、校企合作优势，在人才培养、实习实践、创新创业等方面开展更广泛、深入、持久的合作。 在郭书记介绍完成之后，哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院院长周国辉、化学化工学院党委书记常维东、管理学院党委书记邓铁男、美术学院党委书记司红、传媒学院党委书记杨守斌分别介绍了各学院的整体情况、各专业毕业生数据、所得成绩奖项、专业设置及资源优势。 在企业推介环节中，哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司会同其他五家企业分别对各自企业的发展概况、用工需求、薪酬福利待遇及人才培养规划等内容做了详细介绍。万鑫石墨谷在会上明确表示愿为实习生、应届毕业生提供福利待遇优厚的就业岗位和实习、实践的机会，尤其是技术研发类及市场销售类岗位，共同开拓校企合作互惠共赢的局面。 会议最后，校企双方表示十分期待疫情稳定后的线下对接活动，并且感谢新区为学校和企业牵线搭桥，解决疫情期间企业对人才的迫切需求和毕业生实习就业难的问题。
热烈欢迎铁岭县领导一行至石墨谷产业集团参观调研
2022年5月25日上午，铁岭县副县长孙忠海带队来到石墨谷产业集团参观调研，常务副总经理梅佳陪同，双方就石墨谷发展,人造石墨项目等话题进行了深度洽谈。 随着铁岭县代表团移步会议室落座，常务副总经理梅佳介绍了石墨谷产业集团发展历程、产业概况、企业情况，得到了铁岭县代表团的高度认同。在洽谈过程中，铁岭县相关领导对人造石墨项目表现出了极大兴趣，并表示，石墨谷产业集团作为扎根于石墨、石墨烯等新型碳材料行业的领先企业，与铁岭县是同一战线的队友，希望未来双方能够在石墨产业深度合作，为石墨产业发展赋力。 洽谈结束之后，常务副总经理梅佳带领铁岭县代表团参观了石墨（烯）新材料研究院、石墨科技展示馆及数字车间等；参观过程中，双方聊成果、谈创新、话发展，进一步统一意见。梅佳表示，石墨谷产业集团进入了快速发展期，确定了“一年一小步，三年一大步，五年上平台，打造百亿级上市企业”的战略目标。未来石墨谷产业集团将通过产业布局、技术创新，结合资本市场，建设和打造石墨（烯）新材料产业的完整生态区块链，促进行业发展、打造产业高地、把握发展机遇、坚持创新引领，矢志成为新能源、新材料行业的领军者，为推动战略性新兴产业快速健康发展，促进经济社会可持续发展做出贡献。 铁岭县项目服务中心主任王卓、铁岭县双井子镇党委书记赵雪强、铁岭县双井子镇副镇长高飞一同参加活动。
新工艺利用CO生产高质量石墨烯 成本更低生产更快
俄罗斯研究人员提出了首个以一氧化碳为碳源的石墨烯合成技术。这是一种快速、廉价的生产高质量石墨烯的方法，设备相对简单，可用于电子电路、气体传感器、光学等领域。这项研究由来自斯科尔科沃科技（Skoltech）、莫斯科物理技术学院（MIPT）、俄罗斯科学院固体物理研究所、阿尔托大学等机构的科学家们进行。研究成果已在著名的《先进科学》杂志上发表。 化学气相沉积（CVD）是合成石墨烯的标准技术，石墨烯是一种蜂窝排列的单原子厚的碳原子片，具有无与伦比的性能，可用于电子应用等。CVD通常涉及碳原子从气体分子中分离出来，在真空室中以单分子层的形式沉积在基材上。铜是一种常用的基底，而所用的气体一直是碳氢化合物：甲烷、丙烷、乙炔、烈酒等。“从一氧化碳中合成石墨烯的想法很久以前就有了，因为一氧化碳是生长单壁碳纳米管最方便的碳源之一。我们有近20年的一氧化碳工作经验。然而，石墨烯的第一次实验并不成功，我们花了很长时间才了解如何控制石墨烯的成核和生长。一氧化碳的美妙之处在于完全的催化分解，这使我们能够在环境压力下实现单层石墨烯大晶体的自限性合成。”该研究的首席研究员，Skoltech教授Albert Nasibulin说。 “这个项目是基础研究如何使应用技术受益的杰出例子之一。由于对石墨烯形成和生长的深层动力学机制的理解得到了理论和实验的验证，导致大石墨烯晶体形成的优化条件变得可行，”该论文的合著者，Skoltech的高级研究科学家Dmitry Krasnikov强调。 据悉，这种新方法得益于所谓的自我限制原则。在高温下，当一氧化碳分子接近铜基体时，它们倾向于分解成碳原子和氧原子。然而，一旦第一层结晶碳沉积下来，并将气体与基底分开，这种趋势就会消退，所以这个过程自然有利于单层的形成。基于甲烷的CVD也可以以自我限制的方式运作，但程度较轻。 该研究论文的第一作者、Skoltech的Artem Grebenko说，“我们使用的系统有许多优点：得到的石墨烯更纯，生长更快，形成更好的晶体。此外，通过将氢气和其他爆炸性气体完全排除在生产过程中，这种改进可以防止事故的发生。” 该方法排除了燃烧风险的事实意味着不需要真空。该设备在标准压力下工作，使其比传统的CVD设备简单得多。简化的设计反过来导致了更快的合成。Grebenko说：“从取一块裸铜到拉出石墨烯，只需要30分钟。” 由于不再需要真空，设备不仅工作得更快，而且也变得更便宜。研究人员强调，“一旦你放弃产生超高真空的高端硬件，你实际上可以组装我们的‘车库解决方案’，成本不超过1000美元。” 研究人员还强调了最终材料的高质量：“每当一种新的石墨烯合成技术被提出时，研究人员必须证明它能产生他们声称的效果。经过严格的测试，我们可以自信地说，我们的确实是高档石墨烯，可以与其他气体通过CVD产生的材料相竞争。由此产生的材料是结晶的、纯的，并且可以大到足以用于电子产品.
石墨烯修饰隔膜消除局部温度热点稳定锂金属负极
锂离子电池是用于便携式电子设备和电动汽车的先进电化学储能技术，然而以石墨作为负极的传统锂离子电池的比容量较低且能量密度已接近极限，难以满足人们对高能量密度二次电池的需求。锂金属负极由于其超高的理论比能量和最低的电化学电位被视为实现高能量密度二次电池极具竞争力的候选材料。然而，在实际情况中，锂金属由于其较高的电化学活性以及倾向于枝晶形貌的不均匀沉积特性会极大地缩短电池的使用寿命，引发热失控等安全问题。 近日，西安交通大学化工学院唐伟教授团队与新加坡A*STAR材料工程研究所刘兆林教授、上海空间电源研究所总研究师解晶莹等人建立了传热-电化学沉积耦合模型，考察了不同沉积电流和过电位下锂沉积系统发热功率的时空演化以及温度和锂离子分布。模型结果表明锂枝晶尖端存在局部温度热点，而局部热点的存在加剧了不均匀的局部锂沉积，进一步促进了锂枝晶的生长。通过引入石墨烯片层包覆隔膜作为原位热分散媒介消除局部温度热点可有效抑制枝晶生长，实现均匀致密沉积形貌和高效稳定循环。复合隔膜锂铜半电池在1 mA cm-2电流密度下实现库伦效率95%、240圈以上的稳定循环。常规PP隔膜下循环的锂金属电极在循环库伦效率下降至60%左右后可以被复合隔膜“恢复”至库伦效率95%以上的稳定高效循环和较为均匀的锂沉积形貌。此外，复合隔膜在30.06 mg cm-2超高负载正极(3.3的低N/P比)的Li||NCM811电池中实现了稳定循环、高容量保持率和“恢复”特性。该文章发表在国际顶级期刊Advanced Energy Materials上。 1. 锂沉积的热力学特性模拟 传热-电化学沉积耦合模型揭示了不同沉积过电势和电流密度下不均匀锂沉积尖端的局部温度热点。锂金属电极表面的原始缺陷导致电场的不均匀分布，引发锂离子通量的局部集中和大的反应电流密度，从而导致锂离子优先沉积在尖端区域并伴随超高的产热速率。高的产热速率和传统液体电解质及聚合物隔膜的低热导率导致枝晶尖端出现明显的局部温度热点。 2. 高导热复合隔膜 通过电化学剥离法可以得到优良的单层/少层石墨烯分散液并通过简单的真空抽滤法获得层状堆积石墨烯层覆盖商用隔膜的复合隔膜。复合隔膜的离子传输特性和机械强度相比原始隔膜保持良好，浸润性和平面内热传导能力得到大幅改善。 3. 锂沉积特性和电化学性能 商用PP隔膜的结构特性和电极表面的原始缺陷导致锂沉积倾向于形成枝晶并产生局部温度热点，温度热点的存在又加速枝晶锂沉积尖端的锂离子聚集从而进一步加剧锂枝晶的生长。而复合隔膜表面的高导热石墨烯层能够及时将积聚的热量扩散开，有效避免枝晶恶化。空白隔膜半电池循环后在铜集流体表面观察到大量的不规则枝晶状锂沉积，相比之下，复合隔膜半电池实现了相对均匀的沉积形貌。因此，复合隔膜电池在电流密度1 mA cm-2下能够实现超过240周的长循环稳定性，CE在95%以上。除此之外，空白隔膜下循环后性能衰退的锂金属电极可在复合隔膜下“恢复”至较好的表面形貌和循环稳定性。 4. 锂金属电池的全电池性能 高导热隔膜消除局部温度热点抑制锂枝晶的有效性通过NCM811全电池进行了进一步验证。复合隔膜不仅在常规面载量正极电池中获得了更为稳定的循环和容量保持率，在匹配30.06 mg cm-2（3.3低N/P比）的超高面容量正极时仍能取得较好的容量保持率和“恢复”特性。 该研究基于电化学沉积-传热耦合模型研究了锂枝晶周围产热速率演化及其与局部枝晶生长之间的关系。局部快速电化学沉积极易造成热量的积累并产生温度热点，这导致随后的锂枝晶快速生长，并反过来形成更严重的热点问题。在隔膜表面引入高导热石墨烯层作为原位热扩散媒介可有效消除温度热点，化解枝晶快速恶化的潜在风险，并获得较为均匀的锂沉积形貌和稳定高效的电化学性能。本研究为深入了解研究锂枝晶的生长演变提供了独特的热力学视角，为有效保护锂金属负极并促进锂金属二次电池的实际应用铺平了道路。
热烈祝贺“陈龙清”同志荣获哈尔滨新区第二届“创新能手”荣誉称号
5月31日，松北区（哈尔滨新区）首届劳动模范、模范单位（集体）暨第二届新区工匠、新区创新能手表彰大会在哈尔滨隆重举行，新区广大职工线上线下共同见证首届松北区（哈尔滨新区）首届劳模、模范单位（集体）、第二届新区工匠、新区创新能手的高光时刻。 为激励新区广大职工发扬工匠精神，增强创新意识，在新区建设发展中，充分发挥产业工人的智慧和力量，松北区总工会组织开展首届劳动模范和模范单位（集体）评选，区总工会与区民政和人力社会资源保障局联合开展第二届新区工匠、新区创新能手评选推荐工作。 通过基层推荐、专家评审、综合考核和公示，经区委常委会讨论同意，有30名劳模、10个先进单位（集体）、10名新区工匠和10名创新能手受到表彰和奖励。 我公司陈龙清同志凭借在“工艺革新、设备改造及技术改进”等方面取得的优异成绩荣获“哈尔滨新区第二届创新能手”荣誉称号。 石墨谷作为一家专注于新能源、新材料领域，围绕石墨、石墨烯、碳材料及其应用的研发、生产和销售的创新型高科技产业集团，自成立以来，立足科学发展，着力自主创新，始终秉持“科技改变世界，创新引领未来”的创新理念，不断追求技术、产品、服务和管理创新；未来石墨谷将通过产业布局、科学创新，结合资本市场，建设和打造石墨（烯）新材料产业的完整生态区块链，促进行业发展、发挥龙江优势、打造产业高地、把握发展机遇、坚持创新引领，矢志成为新能源、新材料行业的领军者，为推动战略性新兴产业快速健康发展，促进经济社会可持续发展做出贡献。
贝特瑞把握政策东风 攻克关键技术
在位于深圳光明区的贝特瑞高新技术工业园内，车间里一条条生产线正全力运行。恰逢新能源行业市场蓬勃发展，作为全球领先的锂电池正负极材料解决方案供应商，贝特瑞正开足马力生产保供。 “此次政策对我们来说可谓恰逢其时。”贝特瑞所说的政策“恰逢其时”可谓十分精准。就在几天前，公司总经理任建国在一次发言中提到，希望抓住行业发展的“黄金10年”，特别是2025年之前，巩固贝特瑞在负极材料行业的龙头地位，让公司各方面再上一个大的台阶。 “负极材料龙头”“北交所市值一哥”，带着这些标签的，是一家不断修炼自身“内功”的深企。 6月6日，《深圳市培育发展新材料产业集群行动计划（2022—2025年）》发布，提出结合我国新一代技术、新能源汽车等领域的重大需求，聚焦产业发展瓶颈，攻克一批新材料关键核心技术。任建国表示：“这正是贝特瑞一直以来努力的方向。”近期，贝特瑞在光明区开工的“年产4万吨高端负极材料”工程，作为重大先进制造业项目，其建设的硅基负极材料突破了传统负极材料的“天花板”，被视为负极材料的未来。 贝特瑞董事长贺雪琴表示：“我们非常重视整体供应链能力的打造，特别是核心关键材料的稳定供应机制。”基于此，贝特瑞启动的新项目，都采用一体化逻辑，预计公司关键核心工序的自供率达到五成以上。
石墨双极板领域 机加石墨板为何独占鳌头
高工产研氢电研究所（GGII）调研数据显示，2021年中国企业氢燃料电池石墨双极板企业出货规模达到2.94亿元，同比上年增长49.24%。其中机加石墨板出货规模为2.57亿元，同比上年增长48.55%。2021年国内石墨双极板中CNC工艺的出货占比在85%以上。这是因为机加石墨板本身具有优势；在石墨双极板降本增效趋势下，机加石墨板的生产效率在提升、价格在下降。 燃料电池双极板是电堆中的“骨架”，与膜电极层叠装配成电堆，在燃料电池中起到支撑、收集电流、分配气体的作用，重要性不言而喻。目前，市场上的燃料电池双极板分为石墨（复合）双极板、金属双极板等类型。其中石墨双极板技术已经较为成熟，在市场应用中占据优势地位。石墨双极板按照加工工艺不同，又分为机加石墨板（CNC加工工艺）和模压石墨板。这两种技术路线相较各具特点。 机加石墨板优势在于，机加墨板本身具有导电性好、寿命长、功率密度高、稳定性强、产品性能优等优点，目前燃料电池行业处于示范运营阶段，市场对双极板的采购量还不稳定，且大多数是定制化产品，这种情况下下游企业愿意选择加工工艺灵活性好、适应性强的机加石墨板进行开发测试。 模压石墨板的优点在于制作耗时短、效率高，更符合燃料电池商业化大批量生产的要求。不过相对于机加石墨板，这一技术路线在工艺控制及品质把控上的难度要大，并且前期的投入更多。 多数燃料电池企业正在积极拓展燃料电池的多元化应用，比如氢能叉车、热电联供、无人机、两轮车等，这部分市场的应用以机加石墨板为主。多元化发展势头的兴起，扩展了机加石墨板的市场空间。国内能够批量供应模压石墨板产品的企业还不是很多，下游用户选择机加石墨板的机会大于模压石墨板。 在石墨双极板方面，机加石墨板占据大部分市场份额是必然。
Haydale功能化石墨烯导电增强填料
每隔一段时间，就会有新的科学突破改变世界，据英国Haydale公司披露的一项信息中表示，目前Haydale公司研发的一种专利技术的功能化石墨烯导电增强填料，其利用将进行过导电增强的填料加入到被功能化的纳米粒子中，最终用于预浸料的制备，从而形成功能一体化的新型部件，Haydale的技术负责人表示此专利技术的功能化的石墨烯导电增强填料对于飞行器的隐身能力大大增强，或将带来隐形技术或吸波材料的研究过程中革命性的改变。 雷达隐身主要是降低飞机的雷达散射截面（即RCS）。其主要措施通常有：独特的气动外形设计，即通过特殊的形状设计控制雷达回波的方向；采用能够吸收雷达波的吸波材料和吸波结构，使散射场减弱，从而无法形成有效的回波信号。例如美国的F-117A隐身战斗机。在隐身技术的研究过程中吸波材料和吸波结构成为了隐身技术研究的最大贡献点。吸波材料从材料组成上也可分为两种，一种是涂覆型吸波材料，一种是结构型吸波隐身材料。 涂覆型吸波材料是在树脂基或橡胶基中加入吸波剂而制成。这种吸波材料施工方面，可采用涂刷或喷涂方法施工，可适用复杂曲面形体，如吸波涂料/隐身涂料。但这种涂覆型材料存在耐候性的问题，由于其附着在飞机表面，表面附着力随着使用年限和气候的变化而逐渐降低，甚至脱落。同时也面临着后续维护维修等问题。结构型吸波材料通常以树脂/纤维增强复合材料为载体，加入吸收剂制成。是一种多功能复合材料，它既能承载做结构件，具备复合材料质轻、高强的优点，又能较好地吸收或透过电磁波，已成为当前隐身材料重要的发展方向。 目前国外的一些军机和导弹均采用了结构型吸波材料， 如SRAM导弹的水平安定面，A-12机身边缘、机翼前缘和升降副翼，F-111飞机整流罩，B-1B和美英联合研制的鹞-Ⅱ飞机的进气道，以及日本三菱重工研制的空舰弹ASM-1和地舰弹SSM-1的弹翼等均采用了结构型吸波，图中无人机为中央兰开夏大学与Haydale共同研发采用纳米石墨烯吸波碳纤维预浸料作为无人机的“外衣”。复合材料的高速发展为结构吸波材料的研制提供了保障。新型热塑性PEEK、PES、PPS以及热固性的环氧树脂、双马来酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺和异氰酸酯等都具有比较好的介电性能，由它们制成的复合材料具有较好的雷达传输和透射性。近年来，国外对碳纤维作了大量改良工作，如改变碳纤维的横截面形状和大小，对碳纤维表面进行表面处理，从而改善碳纤维的电磁特性等，以用于吸波结构。 Haydale研发的功能化石墨烯吸波隐身填料在几乎不增加重量的情况下，可用于复合材料与树脂相融合，赋予机体材料雷达传输和透射性，形成结构型吸波材料。Haydale经过多年的研发，Haydale功能化石墨烯导电增强填料已申请了工艺专利，该工艺使石墨烯通过等离子体反应器使其功能化-即使其能够与其他材料结合，从而利用石墨烯和其他纳米材料的特性，使普通材料具有石墨烯的超能力
氧化石墨烯的共价化学调控方法综述
石墨烯由于其所具有的独特的物理化学性质，在许多领域引起了广泛的研究兴趣。然而，它在大多数有机溶剂和水中的低溶解度，以及它的聚集倾向，阻碍了其性能的充分利用。氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）是一种在极性溶剂中具有高扩散性的替代材料。氧化石墨烯含有丰富的含氧基团，主要是环氧化物和羟基，可以进一步进行化学衍生。然而，由于氧化石墨烯的高反应性，几个反应可能同时发生，通常会导致氧化石墨烯衍生物失控。 近日，来自法国斯特拉斯堡大学Cécilia Ménard-Moyon教授领导的研究团队在Nature Reviews Physics上以Controlling covalent chemistry on graphene oxide为题发表综述文章，系统讨论了氧化石墨烯的化学反应性，并探讨了阻碍精确控制其功能化的问题，如其不稳定性、缺乏明确的化学结构以及杂质的存在。文章重点讨论了含氧基团和C=C键的选择性衍生化策略，以及明确表征最终结构的挑战。该综述不仅简要回顾了氧化石墨烯材料的应用，将其化学和纳米结构与所需的物理性质和功能联系起来，同时指出了改进氧化石墨烯化学控制的未来方向。 15多年来，石墨烯因其独特的光学、电学、热学和机械性能在各个领域引起了人们的兴趣。然而，石墨烯在大多数有机溶剂和水中的低分散性及其聚集性限制了其加工性能。此外，石墨烯的sp2基面相对惰性，抑制了其共价功能化，从而限制了其应用范围。相比之下，石墨烯的氧化形式——氧化石墨烯（氧化石墨烯）——在许多溶剂中具有很高的分散性，丰富的含氧部分为广泛的化学衍生提供了把柄。这些特性有助于加工，并使氧化石墨烯材料的生产成本低且可扩展。氧化石墨烯由原子厚度的柔性二维石墨薄片组成纳米到微米尺度上的横向尺寸。氧化石墨烯的表面由含氧基团修饰：许多环氧化物和羟基（–OH）部分主要位于基面上，而一些羧基（–COOH）存在于边缘。 必须理解氧化石墨烯不是单一的化合物，而是一类异质材料。氧化石墨烯的物理和化学性质以及相应的应用由其在不同尺度下的组成和结构来定义（图1a）。性质取决于化学细节（例如，氧化水平、含氧基团的比例和定位以及剩余非氧基团的数量）、缺陷和纳米孔的密度，以及官能团的分布和聚集。可以通过改变微观结构，即薄片的尺寸分布和相对排列（例如液体悬浮薄片、水凝胶或层压板），进一步改变氧化石墨烯的性质。这种分层结构决定了氧化石墨烯基材料的光学和电学性能，以及液体、离子和气体传输性能。 氧化石墨烯的化学改性为可控地改变相关材料的性能提供了机会，改善了它们在许多应用中的性能，包括在环境和能源相关领域、聚合物复合材料、传感、过滤、催化和纳米药物等领域。然而，由于氧化石墨烯在加热和强碱存在时不稳定，因此必须在中性和温和条件下进行功能化，以避免氧化石墨烯脱水和还原。由于氧化石墨烯中含氧基团的反应性相对较高，在功能化过程中可能会同时发生多个反应，可能会导致副反应和合成成分不明确的材料。因此，氧化石墨烯的受控功能化需要合成策略，功能化材料的准确表征需要技术。 在这篇综述中，文章概述了氧化石墨烯的化学反应性，并讨论了阻碍精确控制氧化石墨烯功能化的因素；其中包括氧化石墨烯大分子缺乏明确的化学结构、其热不稳定性、与强碱的不相容性以及可能存在的杂质。文章详细介绍了不同含氧基团和C=C键的选择性共价衍生方法，重点是促进对反应性的理解，而不是机械细节。这篇文章的讨论仅限于共价化学，因为它提供了比非共价相互作用产生的氧化石墨烯共轭物更稳定的氧化石墨烯共轭物。未能掌握围棋材料的异质性通常会导致错误的结论和文献中的错误交流。最后，文章在环境和能源相关领域的应用实例中探讨了功能化氧化石墨烯的结构-功能关系。 氧化石墨烯已被开发用于不同领域的各种应用，从传感、催化和复合材料到环境科学、能源和生物医学。氧化石墨烯的化学成分影响其性能，分子在其表面的共价接枝代表了一种有价值的策略，可以调节和提高材料的性能，以适应不同的应用。文章介绍了功能化氧化石墨烯在大多数应用领域（即环境和能源相关领域）的使用示例，重点介绍了在温和条件下和高化学选择性下对氧化石墨烯进行功能化的研究。 环境应用 为了提高可持续性和能源效率，已经对氧化石墨烯在饮用水净化中的环境应用进行了调查；膜分离工艺，包括海水淡化；渗透能的收集。氧化石墨烯基材料在环境应用中的功能和性能，尤其是在分离膜的开发中，不仅取决于氧化石墨烯的化学性质，还取决于其层次结构。由氧化石墨烯制成的分离膜由水平排列的氧化石墨烯薄片和纳米片组成，堆叠成在水中稳定的层状结构。一旦水合，膜就会膨胀，官能团的性质决定了薄片之间的层间距离。当溶液渗透到薄片之间时，它沿着氧化石墨烯基面在分离的官能团之间以渗透路径流动，直到蜿蜒穿过膜。原始石墨烯区域的无摩擦表面促进了水的超快运输。膜的选择性基于水合离子的大小和脱水性（由层间距离决定）、电荷选择性（通过可质子化的官能团）和化学亲和力。对于公认的压力驱动脱盐（反渗透）技术，氧化石墨烯膜尚未达到传统薄膜复合膜的性能，这主要是因为氧化石墨烯的离子/水选择性较差。通过物理约束和化学交联减少氧化石墨烯薄片之间的层间距离的尝试并没有显著改善反渗透性能。然而，由于其高电荷选择性，氧化石墨烯膜仍可能在两项新兴技术中占据优势：电渗析脱盐和通过反向电渗析收集能量。氧化石墨烯膜的其他突出应用是有机溶剂分离和渗透汽化，这是一种分离有机-水和有机-有机混合物的膜蒸发过程。 能源应用 由于能源需求的不断增长，燃料电池已经引起了人们的极大兴趣，因为它们是一种环境友好且高效的替代能源，适用于许多应用。关于功能化氧化石墨烯在能源相关应用中的使用，有大量文章。在文章中，作者重点介绍了几个氧化石墨烯的功能化得到了很好的控制的例子。质子交换膜（PEM）燃料电池通常由聚电解质制成，通过氢气和氧气之间的电化学反应将化学能转化为电能，同时产生水和热。质子交换膜的性能在很大程度上取决于它们的质子传输能力，因此，大量的研究工作被投入到开发具有高质子电导率的质子交换膜上。在这方面，主要有两种方法：用添加剂对现有聚电解质和质子交换膜进行改性，或合成新的聚电解质以设计新型质子交换膜。例如，通过原子转移自由基加成反应与Nafion进行官能化的氧化石墨烯被用作燃料电池用Nafion基复合质子交换膜的添加剂。与Nafion膜相比，该复合材料显示出更高的质子电导率。性能的改善归因于接枝到氧化石墨烯上的Nafion链的磺酸基团的聚集，形成质子传导域。 正如文中所分析的，氧化石墨烯的生产成本相对较低，在包括水在内的各种溶剂中的分散性，加上其可调的表面化学性质，使氧化石墨烯成为多功能材料的一个有吸引力的构件。在许多应用中，保持氧化石墨烯的固有特性是至关重要的。例如，氧化石墨烯中含氧基团的高密度导致高水分散性和高质子导电性和保水性。因此，必须很好地控制氧化石墨烯的衍生化以赋予新的性质，并对功能化样品进行彻底表征。这些任务是复杂的，因为氧化石墨烯的化学结构尚未完全阐明，并且根据合成方案和石墨来源，其缺陷水平和不同含氧基团的比例可能会有所不同。所有结构模型都集中在这样一个事实上，即氧化石墨烯的基面含有丰富的环氧化物和羟基，可以利用它们进行功能化，以调整材料的性质，而羧基只存在少量。尽管氧化石墨烯的功能化取得了巨大的进展，但氧化石墨烯的化学性质并不总是得到很好的控制，也没有得到充分的理解。 文章指出，氧化石墨烯的反应性是由一组复杂的因素决定的，因为含氧基团位于一个丰富而不寻常的化学环境中，晶格中显著的面内扭曲和应变会增加它们的反应性。由于氧化石墨烯表面有不同的含氧基团以及某些试剂的高化学反应活性，可能会发生同时反应，产生不受控制的氧化石墨烯衍生物。 本综述的主要目的是阐明氧化石墨烯的化学反应性，并就如何促进其功能化而不减少会影响其性能的材料提供关键和有用的建议。文章强调了化学选择性反应的重要性，它允许一个特定的含氧基团或C=C键衍生化，而不影响其他部分，从而为氧化石墨烯的受控多功能化提供了可能性。最简单和最有效的策略涉及环氧化物和羟基，因为它们大量存在。 在这篇综述中，文章主要描述了不需要热活化且在室温下进行的反应。当对氧化石墨烯进行功能化时，重要的是使用温和的反应条件，特别是在需要时的温度和pH值方面，以避免去除不稳定的含氧基团和氧化石墨烯骨架的降解。
