自近十年以来，全世界掀起了研究石墨烯的热潮，石墨烯纳米材料一些优良的主要参数比如比表面积、导热系数、电子迁移率、光学透明度、电导率、弹性模量等等，决定了它在诸多领域有着巨大的应用潜力。但是低品质、缺陷多的石墨烯在很多用途却受到了极大的限制，那么如何低成本高效率的制备高品质石墨烯呢？近日，复旦大学徐宇曦团队开发了催化微波的新方法，使用家用微波炉这种简单的设备就可以实现高品质石墨烯的宏量制备。

近年来，节能减排等环境问题引起了越来越多的关注，高性能锂电池等也随之成为了科学研究的热点。高品质石墨烯电极在锂电池中由于具有优异的理论容量和很好的循环寿命一直是被重点关注的对象。但是高品质石墨烯在过去是通过化学气相沉积或者机械物理剥离的方法获取，效率较低，缺乏规模化作为电极材料的实际意义；业内人士众所周知的化学氧化还原法虽然可以获得大量的石墨烯，但是缺陷较多品质较差，制备的电极实际容量偏低循环稳定性较差，同样不具备商业化前景。

复旦大学徐宇曦团队发现的催化微波剥离体系很好的解决了这一问题，这项技术的关键是利用痕量的鳞片石墨粉作为微波吸收催化剂启动整个反应。氧化石墨烯由于氧原子的存在以及碳原子平面的破坏导致微波吸收效果很差，在微波剥离还原的过程中耗时耗能同时还原效果也不好。但是，一旦投入痕量的鳞片石墨粉，在微波环境下可以迅速激发微波等离子体的产生，形成局部超高能环境，从而获得高效还原并且实现部分缺陷自修复的高品质石墨烯（示意图如下）。

由此获得的高品质石墨烯被命名为CMEGO，具有超高的比表面积886 m2/g，在锂电池负极的应用中，50次循环显示出2093 mAh/g的超高可逆容量。相对比之下，传统方法获得的微波剥离石墨烯MEGO只有932 mAh/g的可逆容量。不仅如此，CMEGO的优异性能还被应用在了钠电池负极当中，由于其高比表面积，短的钠离子扩散途径以及扩大的层间距可以促进钠离子的嵌入和吸附，经过50次循环之后在钠电池中CMEGO电极可以达到420 mAh/g的超高可逆容量。CMEGO的制备得益于催化微波剥离体系的构建，而这一体系提供了一条未来规模化制备高品质石墨烯的新思路，同时提供了能源存储方面可靠的工业和商业化应用前景。

这一成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed. 杂志上，作为VIP文章出现并选为Back Cover，论文的第一作者是复旦大学徐宇曦老师团队本科生刘润泽。

来源：材料学