l 美研究人员发现氧化石墨烯制备新方法
近日，美国得克萨斯农工大学（Texas A&M）研究团队在《自然·通讯》介绍最新成果，在利用非热等离子体技术研究天然气制氢过程中，发现其可以在常压常温条件下将甲烷直接转化为高纯度、单层氧化石墨烯，且碳排放远低于传统工艺，同时副产氢气。传统氧化石墨烯生产基于Hummer法，以浓硫酸、高锰酸钾和可控热条件对块状石墨进行化学氧化，这种自上而下工艺的缺点在于将块状拆解成层状的过程中会出现层数和含氧量差异，酸化处理也会产生有毒废弃物，同时能耗较大。上述新发现则是自下而上工艺，从单个分子前驱体构建氧化石墨烯：先将甲烷输入反应器，作为唯一碳源；再在甲烷-水界面处，在常压条件下进行电等离子体放电，利用等离子体能量将甲烷分子分解，使碳原子与氢原子分离，其中，碳原子成核并组织成氧化石墨烯结构，氢原子则重新结合成分子氢；最后通过装置分别收集氧化石墨烯和氢气，其中，氧化石墨烯的含氧量可以通过工艺参数进行调节，并通过原子力显微镜验证单层结构。实验室采用的四间隙反应器原型测试结果显示，每天可生产5克氧化石墨烯。研究人员认为，该方式实现工业化应用还需要解决等离子体在大型反应装置中的放电一致性、不改变层均匀性基础上的量产规模级含氧量控制、批量生产的质量一致性等问题。
信息来源：Discovery Alert 2026年7月9日 杨国丰 供稿
原文链接：
https://discoveryalert.com/graphene-oxide-natural-gas-plasma-batteries-hydrogen-2026/