石墨烯是一种少数原子层的二维碳结构，是世界上最薄也是最坚硬的纳米材料，其高导热系数（5300 W/m·K）、高电子迁移率（>15000 cm²/V·s）、高光率（单层，<2.3%）和极低的电阻率（10⁻⁶ Ω·cm）吸引了越来越多的研究者去探索更多的新奇性能并开发更多的高性能应用。其氧化产物，即氧化石墨烯，是一种非常重要的石墨衍生物，目前在能源的转化及存储领域有着非常广泛的应用，如作为高性能催化剂的载体、轻质高效的电能存储媒介等。

     氧化石墨烯绝大多数是基于强酸氧化法制备的，然而目前通过这类方法制备的产品氧化度的分布可控性较小，所引入的官能团中羟基占较大比重，这对于氧化石墨烯的后续功能修饰及官能度的脱除产生阻碍。因此有效控制氧化石墨烯的官能团的种类及分布具有重要意义。

         最近，北京化工大学孙晓明教授和博士研究生张国新对于目前氧化石墨烯的制备过程进行深入剖析，并对液相化学法制备氧化石墨烯进行有效改进，完成了对氧化石墨烯氧化官能团的种类及分布的初步控制合成。使得所合成的氧化石墨烯上的主要官能团从普通氧化石墨烯的羟基变为羧基，并且这些羧基官能团主要存在于氧化石墨烯的边缘区域。X射线光电子能谱显示其O‒C=O/C‒O比值约为2, 远高于普通液相氧化方法制备的氧化石墨烯的0.17。具有该结构的氧化石墨烯可以经过简单还原后有效恢复其高导电性，其层面上存在的少量羟基还可以用来有效地抓住负载催化剂纳米颗粒。

     电化学性能测试显示，使用这种氧化石墨烯制备的氧化亚钴复合材料具有非常优秀的催化氧气还原反应性能，其性能几乎与目前商用质量分数为20%的贵金属铂催化剂相当。此外，其边缘区域丰富的羧基官能团可以作为桥梁，构架有机无机复合材料，有助于更深层次地开发氧化石墨烯在材料领域的应用潜力与价值。

        该研究成果发表在国内新创办的英文期刊Science China Materials（《中国科学：材料科学》）2015年第7期，原文链接:http://mater.scichina.com/EN/10.1007/s40843-015-0064-z 。该研究工作得到了国家自然科学基金的支持。

 

 

 

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