石墨烯獨特的二維晶體結構賦予了其優異的導電性能，以二維石墨烯納米片作為基本結構單元所構筑的三維宏觀的石墨烯泡沫材料具有超高的導電性、比表面積和開孔率，常作為一種多功能性材料應用于儲能、污染物吸附、電磁屏蔽、吸波、傳感器等領域。

    目前，石墨烯泡沫主流的制備方法包括兩種：水熱法和模板法。水熱法從氧化石墨出發，主要包括四部分：氧化石墨的超聲剝離、石墨烯的水熱自主裝、石墨烯泡沫的干燥（冷凍/超臨界CO2干燥）和石墨烯泡沫的退火處理。模板法主要是將CVD法或化學法所制備的石墨烯包覆在金屬Ni或PU泡沫的骨架上，而后通過刻蝕或熱解犧牲“模板”。盡管上述方法取得了一定的效果，但仍存在操作繁瑣、樣品干燥難、模板難去除等問題，導致樣品的制備周期較長。因此，開發一種簡單、高效、宏量的石墨烯泡沫的制備方法顯得尤為必要。

    寧波材料所鄭文革研究員課題組在前期低溫常壓制備石墨烯（J. Mater. Chem. C, 2013, 1, 50-53）的基礎上通過一步燒結法實現了石墨烯泡沫的高效和宏量制備（下圖所示）。整個過程可在數小時內完成，效率較傳統的水熱和模板法大幅提高。所制備的石墨烯泡沫密度僅為0.02 g/cm3，電導率可達130 S/m，厚度為0.5 mm的該泡沫在X波段（8.2-12.4 GHz）的電磁屏蔽效能高達25 dB。此外，該石墨烯泡沫對有機溶劑和油污還具有超高的吸附性能，能夠吸附其自身重量47-120倍的污染物且具有良好的循環使用性能。相關結果已經發表于國際學術期刊ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, DOI: 10.1021/acsami.7b0240，并申請中國發明專利201710051316.7。

    上述工作得到了國家自然科學基金（51603218、51473181、51573202）和寧波市自然科學基金（2016A610269）的大力資助。

    石墨烯泡沫的制備過程示意圖

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責任編輯：劉洋

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