随着石墨烯产业的快速发展，低成本可持续合成单层氧化石墨烯（GO）在海水淡化、热管理、储能和功能复合材料等诸多应用中变得越来越重要。与传统化学氧化方法相比，石墨插层化合物（GIC）的水电解氧化在环境友好性、安全性和效率方面表现出明显的优势，但存在氧化不均匀的问题，通常产率约为50 wt.%，单层约为50%。

近日，中科院沈阳金属所Wencai Ren，Songfeng Pei报道了水诱导的GIC脱插是造成水电解氧化法氧化不均匀的原因。通过原位实验，揭示了水扩散控制GIC电化学氧化和脱插的原理。

文章要点

1）基于此原理，研究人员开发了一种液膜电解方法，可以精确控制水的扩散，实现氧化和脱嵌之间的动态平衡，从而实现工业化可持续合成均匀单层GO，产率高（~180 wt.%），成本低（约为Hummers方法的1/7）。

2）此外，该方法可以精确控制GO的结构，并使用纯水合成GO。这项工作为水在石墨电化学反应中的作用提供了新的见解，为GO的工业应用铺平了道路。

参考文献

Guo, J., Pei, S., Huang, K. et al. Control of water for high-yield and low-cost sustainable electrochemical synthesis of uniform monolayer graphene oxide. Nat Commun 16, 727 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-56121-4

https://doi.org/10.1038/s41467-025-56121-4