一种利用金属碳化物获取石墨烯及金属自掺杂石墨烯的通用合成方法

武汉理工大学木士春研究课题组在采用成熟的氯化工艺通过完全取代无定形碳化物a-MxCy中的M非碳原子成功实现了a-MxCy向石墨烯的低成本快速转化的基础上,通过进一步研究发现,如果当氯气与二维金属碳化物(MxCy)晶体中的金属原子发生完全取代反应时,二维金属碳化物晶体可被直接转化为石墨烯;而如果当氯气与二维金属碳化物(MxCy)晶体中的金属原子(M)发生不完全取代反应时,部分M金属原子被原位保留在石墨烯的晶格中,从而获得M金属自掺杂型石墨烯。通过调控实验参数,可对M金属原子掺杂量进行有效的调控。并对金属自掺杂石墨烯在能量储存及转化领域中的应用进行了探索。