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說起石墨烯，大概無人不知，無人不曉，在此就不做贅述了。目前，石墨烯面臨的兩大關鍵問題，一是殺手锏式應用，一是更環保更簡便更高品質的規?；苽浼夹g。制備決定未來，雖然石墨烯發展的如火如荼，但是始終沒有一種制備方法能夠脫穎而出，令人眼前一亮，這極大地限制了石墨烯的王者之路。

今天，我們就要介紹一種新奇的石墨烯制備策略。實不實用，靠不靠譜，不敢妄自評判，但是不失為一種新思路。

最近看文獻，突然看到有人做CO₂制備石墨烯。這是德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的Mario Ruben教授等開發出一種CO₂和H₂直接制備石墨烯的新技術。

Cu/Pd催化二氧化碳和氫氣制備石墨烯流程示意圖

該技術需在1000 ℃高溫條件下實現，利用Cu/Pd合金薄膜作為基底和反應催化劑，催化CO₂和H₂直接轉化為石墨烯。后續研究表明，如果精確控制合金薄膜中Cu/Pd的比例，甚至可以用來制備幾層厚的石墨烯，應用于石墨烯功能性電子元件。

石墨烯產品相關表征信息

剛看到這篇文獻的時候，就對作者的腦洞佩服得五體投地。仔細一查，發現其實這一策略早已有之。

CVD制備石墨烯流程示意圖

早在2013年，中國科學院化學研究所于貴研究員就開展了CO₂制備石墨烯的研究工作。該方法以CO₂為原料，Cu箔為基底，通過催化活化二氧化碳，成功制備出均一的單晶狀的石墨烯片。研究發現，通過調控CO₂流速，可以精確控制石墨烯片形貌，實現從六方狀到圓形的轉變。所制備的單晶狀的石墨烯片具有優良的載流子遷移率。

石墨烯相關表征信息

2016年，中國科學院電工研究所馬衍偉研究員團隊聯合中科院理化技術研究所李江濤研究員團隊也發展了一種量化制備石墨烯的新方法。該方法以二氧化碳為原料，金屬鎂粉為還原劑，納米氧化鎂為模板劑，通過鎂粉在二氧化碳氣氛中自蔓延燃燒方式，成功制備出富含介孔結構的石墨烯。該方法可以快速、綠色、低成本制備兼具高導電性和高比表面積的石墨烯粉體。

自蔓延高溫合成制備石墨烯流程示意圖

石墨烯產品相關表征信息

2017年，美國密歇根理工大學Yun Hang Hu 教授發明了一種將二氧化碳轉化為表面具有微孔的三維石墨烯的新方法。這種三維表面多微孔的石墨烯具有獨特的結構，對于能量存儲器件而言將是一種全新的電極材料。后續研究表明，該材料具有超高的面積比電容（達1.28 F/cm²），由它制成的超級電容器具有優越的倍率性能和超高的循環穩定性。

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眾所周知，石墨烯的制備方法主要分為甲烷CVD和液相剝離兩大方法，利用CO₂取代甲烷，成本和環境方面的優勢暫且不提，單單就是合成機理也是一個值得研究的方向。至于CO₂的捕獲和搜集，就是后面的事情了，做MOF的同仁，或許到時候就解決這個問題了。或許用CO₂做原料，更容易大規模做出高品質或具有新性能的石墨烯多級結構，也未可知。

參考文獻：

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鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cssc.201901404

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鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b07381

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鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2013/tc/c3tc30124a