光電催化的案例
抑制Cu2O光催化和光電催化腐蝕的研究進展
在光催化產氫反應體系中加入空穴復合劑促進了空穴消耗，從而防止了空穴參與的自氧化反應（圖4）。
Figure 4: Characterisation of Cu2O after illumination with and without scavengers. [4]
4.異質結的形成 (其他半導體，碳材料和金屬)
合理的與其他材料組合為復合材料可以加快電子轉移；因此，減少了光生電荷在顆粒內的累積。在光催化（粉末）體統中采用的策略與用于光電催化（薄膜）Cu2O的方法略有不同。粉末狀Cu2O通常使用金屬/半導體/碳材料來修飾以促進其電子轉移，而在光電化學體系中，其他材料通常覆蓋在薄膜Cu2O表面上形成保護層。
4.1 半導體
在之前的工作中，本課題組已經使用了Cu2O薄膜表面鈍化的概念。我們首次提出了通過熱處理在Cu2O薄膜上引入CuO納米線，以穩定Cu2O膜（圖5a）。此外， Cu2O層和CuO外層之間夾雜TiO2層的三明治結構也進一步誘導了更好的PEC性能和增強的Cu2O-CuO光電極穩定性（圖5b-d）。
展開 Advanced Materials綜述報道：MXene基電化學器件及光電催化劑的最新進展與挑戰
【成果簡介】
為了全面概述MXene基電化學器件及光電催化劑的最新進展，新加坡南洋理工大學王昕教授和Jia wei Chew助理教授（共同通訊）在Advanced Materials發表了題為“Clay-Inspired MXene-Based Electrochemical Devices and Photo-Electrocatalyst: State-of-the-Art Progresses and Challenges”的綜述文章，王侯博士為論文第一作者。該綜述主要從MXene材料的獨特價值和基本性質出發，然后總結了MXene單體, 功能化的MXene以及復合材料的合成路線，突出了其在超級電容器、電池（鋰離子電池，鋰-硫電池及其他堿金屬電池）、電催化和光催化的應用。最終提出了MXene在這些領域研究與應用的重要挑戰和發展前景，譬如(1)非酸刻蝕制備高質量、原子級別的MXene合成路線及其調控；(2)深入理解MXene表面及層間環境和發展混合低維度層級復合材料；(3) 開展MXene基材料在Li–S, Li–O2, Li–X (X = Se, Te, I2及Br2)電池領域的應用研究；(4) MXene基材料在光電催化領域的研究相對較少，非常值得深入開展MXene在產氫、產氧、氧還原、二氧化碳固定、環境修復、氨合成等領域的研究。
【圖文導讀】
圖 1. M3AX2, M3X2 and M3X2Tx 構型示意圖及利用氫氟酸刻蝕制備MXene的流程示意圖。
圖 2. MXene的獨特價值和性質。
圖 3. (a) Ti3C2Tx薄片的SEM圖，(b) 折疊型Ti3C2Tx薄片圖。(c, d) HF和LiF-HCl刻蝕合成的Ti3C2的1H and 19F 核磁共振圖。(e) Hf3C2Tz合成路線圖。
展開 硫化銦基材料在太陽能轉換和利用的研究進展
圖8.光催化分解水產氫。
圖9.光電催化水分解產氫。
圖10.生物輔助硫化銦基材料光催化產氫產氧。
圖11.光催化二氧化碳還原。
圖12. 硫化銦基太陽能電池組件。
【總結與展望】
基于硫化銦的光催化、光電催化及光伏系統在太陽能的轉化利用中有著極其重要的地位且取得了一定的突破和進展。硫化銦的調控手段目前主要分為四類：(1)調節晶體結構中原子排列和空位分布來設計缺陷結構；(2)過渡金屬離子和稀土離子摻雜來擴展硫化銦的吸收光譜，使它在近紅外照射下也能做出響應；（3）將硫化銦與其他半導體(金屬硫化物、貴金屬、金屬氧化物、金屬有機骨架)耦合構建異質結構，實現有效的電荷分離，克服硫化銦的光腐蝕現象；(4) 構建基于硫化銦的生物雜交系統，將硫化銦的高效光能吸收特性與生物催化能有機結合，最大限度地利用太陽能。基于硫化銦的前沿工作該團隊提出如下幾點展望： (1)原子級結構調控，或與最新半導體進行耦合(MXene，黑磷，硼烯，磷化氫)；(2)結合理論計算、原位光譜、電化學等技術研究光轉化和利用的機理；(3)基于硫化銦/生物分子(微生物個體)的雜交體在光合反應方面還需更深入的試驗與研究；(4)缺陷硫化銦用于光催化固氮產氨的開發研究。
展開 2018第二屆全國光催化材料創新與應用學術研討會在長沙成功召開
9月14日-16日，由中國化工學會化工新材料專業委員會和長沙學院共同舉辦的“2018第二屆全國光催化材料創新與應用學術研討會”在湖南長沙香帝華美達酒店會議中心舉行。參會代表包括來自武漢理工大學、吉林大學、北京師范大學、武漢大學、鄭州大學、北京航天航空大學、濟南大學、蘇州大學、中國科學院大連化學物理研究所等國內80余所高校以及科研院所，參會人數將近300人。
15日上午的開幕式，首先由中國化工學會化工新材料專業委員會名譽主任委員于希椿做了大會開幕致辭，然后張世英副校長代表長沙學院對與會人員表示了歡迎，武漢理工大學余家國教授、北京師范大學陳雪波教授、福州大學劉平教授、華東理工大學張金龍教授、東華大學張青紅教授、廣州大學彭鋒教授、武漢大學彭天右教授、北京航天航空大學劉利民教授、武漢工程大學陳嶸教授、湖南大學陳江華教授、武漢理工大學張高科教授、大連理工大學趙忠奎教授、 中國科學院大連化學物理研究所章福祥研究員等50多位專家出席并做大會報告。
本次會議從學術和產業化的視角對我國光催化材料與光催化技術等方面的科學難題、最新科研成果與產業應用狀況進行了交流和研討。會議匯聚了國內著名的專家、學者和企業技術人員共同探討光催化研究領域未來的發展前景與方向，尋找新思路、新方法和新技術，推動光催化材料領域的進步。
本次會議歷時兩天，共收到論文70余篇，圍繞光催化材料的合成、制備、結構與性能研究，貴金屬摻雜對催化性能的影響，光催化分解水制氫，光催化降解氨氮，光催化降解甲醛、苯、二甲苯等室內VOC排放，光電催化與光電化學研究，環境納米材料與環境光催化，光催化材料在實際中的應用等多個主題共作了50多場報告，展出墻報30余篇。
展開 
ACS Nano：磁場增強光催化性能研究
圖3. α-Fe2O3/rGO 外磁場下光催化降解性能
(a) 外磁場下光催化設備示意圖；
(b)α-Fe2O3/rGO 復合結構在不同外磁場下降解RhB性能；
(c) α-Fe2O3/rGO 復合結構在不同外磁場下降解RhB的動力曲線；
(d) α-Fe2O3/rGO 復合結構外磁場下降解其他有機物性能。
圖4. α-Fe2O3/rGO 復合結構外磁場下光電催化性能
(a) α-Fe2O3/rGO復合結構外磁場下光電流性能；
(b)α-Fe2O3/rGO 復合結構在外磁場下的電子壽命。
圖5.磁場增強α-Fe2O3/rGO 復合結構光催化性能機制圖
(a) α-Fe2O3/rGO復合結構無磁場時的電子空穴對遷移；
(b)α-Fe2O3/rGO 復合結構在磁場下的電子空穴對遷移。
【小結】
研究者采用水熱法制備了α-Fe2O3與還原氧化石墨烯復合材料，研究了在外磁場下該材料光催化降解多種有機物以及光電流情況。由于外磁場引起的負磁電阻效應，光催化性能得到顯著增強。這一效應也為磁場在其它催化領域的廣泛應用帶來了新的可能。
文獻鏈接：Enhanced Photocatalytic Performance through Magnetic Field Boosting Carrier Transport (ACS Nano, 2018, 12 (4), pp 3351–3359)
展開 2018年氫能十大技術成果
2、武漢喜瑪拉雅光電燃料電池催化劑國產化取得重大突破
2018年3月，武漢喜瑪拉雅光電對外宣稱，自主研發的燃料電池Pt／C催化劑量產技術已取得重大突破，打破了氫燃料電池核心材料長期被國外壟斷的局面。
技術突破：喜馬拉雅光電催化劑產能達到1200g／天規模（滿足40臺36kw燃料電池電堆使用），并具備多類型催化劑產品大規模工業化生產條件；通過采用連續合成工藝，其催化劑產品各項指標可控制在±1％以內；采用優化載體處理工藝，載體循環壽命達到國際商用同等催化劑的5倍以上等。
商業化進展：已應用在中科院、高校和多家燃料電池公司的燃料電池電堆中，市場反應良好。
3、CSIRO開發“氫－氨”轉換技術
2018年8月，澳大利亞聯邦科工研究組織（CSIRO）開發出一套基于金屬薄膜的“氫－氨”轉換新技術。
技術突破：新系統以化學的形式，借助“膜反應器”技術，將氫能以氨氣的形式進行存儲，有望解決氫燃料電池技術低儲能密度，易燃和難以運輸的缺陷。
商業化應用：目前首批應用CSIRO“氫－氨”轉換新技術改造的氫燃料電池汽車 豐田Mirai和現代Nexo成功進行了路測，豐田和現代都對該技術給予了厚望，并且向技術團隊投資。
4、日本開發耐久性提高5倍的燃料電池電解質薄膜
2018年9月，日本內閣府、日本科學技術振興機構（JST）和旭硝子公司聯合公告稱，已開發出機械耐久性（干濕循環耐久性）是傳統產品5倍的電解質薄膜。
技術突破：新產品使用了AGC的氟碳聚合物技術及大學擅長的膜結構分析和模擬技術，厚度僅5μm，是常規產品膜厚度的五分之一，預計燃料電池堆的尺寸將減少30％，同時可以提高燃料電池電力輸出。
商業化應用：該研發產品將在未來幾年內進行流程開發和系統驗證，進而推向市場。
展開 部分演講嘉賓已確定 | 2021可再生能源制氫論壇
光催化制氫技術的新進展
7. 光電催化制氫技術
8. 生物質制氫技術及其研究進展
9. 液態燃料現場制氫技術
主題三：電解水制氫技術
1. 堿性電解水技術(ALK)
堿性電解水制氫的商業化現狀
2. PEM電解水制氫
可再生能源PEM電解水制氫的現狀和展望
高壓PEM制氫技術的研究
PEM水電解制氫用質子交換膜的研究進展
質子交換膜(PEM)水電解制氫用新型析氧電極研究
PEM電解水析氧催化劑研究進展
國外PEM制氫技術及案例分析
PEM電解水制氫裝置及系統解決方案
3.
展開 吳江等：基于“雙碳”背景的CCUS技術研究與應用
石墨烯材料也可以稱為禁帶寬度為0的半導體材料，因此提高石墨烯光催化性能的途徑也多是摻雜、復合和沉積[87-91]．除了鈦基材料，還有很多光催化劑被報道用于CO2光還原，但大多數都存在能量轉換效率低、選擇性不可控、穩定性較差及不能完全抑制水的競爭性析氫反應(HER)等問題，因此光催化還原CO2尚有很大的發展前景．
催化材料在CO2轉化過程中發揮著重要作用，產生了許多有趣的組合，如微波催化、光電催化、光熱催化及等離子體催化等．微波輻射加熱被證明有利于CH4-CO2催化重整反應[92]．等離子體技術在CO2轉化過程中顯示了突出優勢和獨特功能，與電催化和熱催化相比，太陽能直接將CO2轉化為合成氣過程的能源效率能夠達到20%，而等離子體技術能源效率可達60%～80%．CO2光電化學催化還原是光催化與電催化的結合[93]．
與單一電催化相比，改性后的半導體光催化劑在光譜響應范圍內可以實現紅移．太陽光可以直接催化光生載流子的形成并參與反應，還原CO2．整個過程減少了外部能源的輸入，真正實現了清潔能源的可持續利用和低碳排放．相較于單一的光催化，光電催化可以通過施加一定的偏壓來誘導光生載流子的能帶彎曲，從而有效抑制電子空穴的復合，提高CO2的轉化效率．
3.3.2 塑料
用作塑料原料的CO2基聚合物由碳氫化合物和CO2共聚而成，可在自然環境中完全降解，減少了石化產品的消耗[94]，引起了工業界的廣泛關注．它可用于一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫用材料、地膜等．1969年，井上等[95]在與環氧化合物的順序共聚過程中首次使用CO2形成高分子量脂肪族聚碳酸酯．
展開 新加坡國大何錦韋（Ghim Wei Ho） AM：調控晶面制備出高效的OER催化劑 — α-Fe2O
這種“晶面決定性能“的現象早在一些貴金屬（及合金）和氧化物之于電/光電化學催化，光電轉化，鋰氧電池等研究領域中有所表現，而在OER催化中卻鮮有提及。因此，研究單一因素晶面對于OER的ηOER，亦即ΔG0O*-ΔG0HO* 的影響具有重要意義，對于合理設計更加有效的OER催化劑也具有指導意義。
【成果簡介】
近日，新加坡國立大學（NUS）的Ghim Wei Ho（何錦韋）課題組揭示了在赤鐵礦氧化鐵（α-Fe2O3）OER催化中，晶面決定了ΔG0O*-ΔG0HO* ，即descriptor。作者結合酸刻蝕金屬鐵以及原位還原（NaBH4）的方法制備出一種高指數面（012）納米晶體。該制備方法可以有效抑制傳統方法生長過程中納米晶過飽和度的減少，有效保持了高指數面。 與其它方法制備的（104）和（110）納米晶體（尺寸相似）相比，該(012)納米晶體表現出了更加優異的OER催化活性（η10OER 為317 mV，Tafel斜率為58.5 mV dec-1）。DFT理論計算表明(104)晶面與氧中間物的結合太弱，而（110）面則結合太強，（012）面處于火山圖的頂點，具有相對更適宜的結合能。值得注意的是，僅用酸刻蝕的方法制備出來的α-Fe2O3 納米晶體(012-O)具有更高的Fe-O配位數，這大大減少了其eg 軌道電子數，進一步增強了OER過程中弱的鍵合作用， 使得該納米晶體具有氧化鐵材料中最高的OER活性（η10OER 為305 mV，Tafel斜率僅為51.8 mV dec-1），打破了“氧化鐵并非一種有效的OER催化材料”的固有看法。
展開 《Carbon》石墨烯氣凝膠結構調控方面取得進展
石墨烯是碳原子以sp2雜化方式構建的二維蜂窩狀納米片層，因其優異的理化性能和超大的理論比表面積，在光電、催化、傳感器、環境修復等的領域都展現出良好的應用發展前景。石墨烯片層組裝構建的三維網絡結構氣凝膠，不但良好保持了片層的優良特性，同時在環境修復應用中還便于回收和循環使用，是石墨烯應用的重要發展方向。溶膠-凝膠法是制備石墨烯氣凝膠最常用的方法，但片層凝膠化組裝過程不可避免會發生片層的面對面堆垛，最終得到的氣凝膠比表面積小，結構較脆、易碎。目前雖有大量研究表明通過引入各式各樣修飾結構，可抑制片層的堆垛，增強氣凝膠的機械性能等，然而如何簡單地僅通過調控納米片層自身結構就能達到相同的目的卻很難實現。
中國科學院城市環境研究所納米環境功能材料研究組（付明來研究組）基于已有石墨烯研究基礎，通過調控納米片層上含氧結構的分布，破壞片層表面原本穩定的氫鍵網絡，使納米片層能在簡單的水溶液中發生褶皺，實現片層的自我堆垛抑制，同時研究發現采用該片層構建的氣凝膠具有更優異的機械彈性和疏水性。該氣凝膠對常見油類和有機溶劑的吸附容量可達154-325 g/g，相對于常規氣凝膠的吸附容量提高了224%-406%，可應用在水體中有機污染物的高效選擇去除。
圖：片層調控構建氣凝膠過程示意及氣凝膠的優異疏水性和彈性
該研究成果基于納米片層基礎結構，充分利用二維材料結構優勢，優化氣凝膠性能，更強調了結構基礎研究的重要性。相關論文“Tuning oxygen clusters on graphene oxide to synthesize graphene aerogels with crumpled nanosheets for effective removal of organic pollutants”發表在Carbon（Carbon 2019, 143, 897-907）上。
展開 石墨炔的合成、性質及應用
圖二十三：GDY用于光催化和光電催化
（a）通過P25/GDY作為催化劑的亞甲基藍（MB）的光催化降解的示意圖；
（b）在可見光照射下通過P25，P25/CNT，P25/GR和P25/GDY的MB的光降解圖；
（c）用于PEC水分解電池的GDY光陰極的制備方法和催化機理；
（d）基于GDY光電陰極的線性掃描伏安法（LSV）掃描；
（e）在測試12小時期間，對所制備的基于GDY的光電陰極進行恒電位電解。
圖二十四：GDY用于電催化
（a）用于高效HER的CoNC/GDY電極和（b）用于高效OER的GDY負載的鈷納米顆粒電極的示意圖；
（c）N摻雜GDY中的各種N物種；
（d）所制備的N-GDY和Pt/C的Tafel圖，其中b表示塔菲爾斜率的值。
圖二十五：GDY用于鋰電池
（a）在GDY的一側和兩側吸附Li原子的優化構型的頂視圖和側視圖；
（b）GDY合成和LIB制備過程的示意圖；
（c）在500mA/g的電流密度下，所制備的GDY電極的循環性能;
（d）應用新的碳烯（β-GDY）的化學結構和（e）相應的計算的能帶結構;
（f）N-摻雜的示意圖，N-摻雜是改善GDY材料的電化學性能的有效方式；
（g）制備的GDY和N-GDY電極在電流密度為2A/g時的循環性能。
圖二十六：不同GDY衍生物在電池中的應用
（a）Cl-GDY的合成示意圖；
（b-c）Li金屬半電池格式的Cl-GDY電極的性能；
（d）H-GDY的合成示意圖；
（e）LIB（f）SIB，所制備的H-GDY電極的循環性能為0.1A/g；
（g）B-GDY的合成示意圖；
（h）SIB的B-GDY電極的速率性能。
展開 
多金屬氧酸鹽(POMs)在染料敏化太陽能電池中的應用
【引言】
染料敏化太陽能電池(英文簡寫為DSSC)是由Gr?tzel和O’Regan發展的第三代光伏電池，它具有較低的成本，制備簡單，可調變的光電性質，更高的光電轉換效率(PCE)。隨著能源危機的日益嚴重，開發高效，環境友好，節能的電池材料迫在眉睫。多酸作為一種分子無機類半導體材料，由于它們擁有出色的光敏性質，氧化還原，催化活性以及相對穩定性是DSSC的優秀候選體。該綜述首先對DSSC的發展以及多酸在DSSC領域的潛在應用價值做了闡述，然后以多酸的能級調控作為理論基礎來總結多酸在DSSC領域的研究進展。該綜述闡述了多酸的光敏性、可作為電子受體、催化、氧化還原性能在DSSC領域的重要應用，而這些性能主要是由多酸電子結構的多樣性來決定的，作者在綜述中深入探討了其結構與性能的關系。最后作者對多酸在DSSC領域的發展前景進行了總結和展望。這篇綜述可能為致力于設計具有特定結構的POM的合成化學家，以及從事將POM擴展到光電材料等交叉學科的研究人員提供新思路。
【綜述導覽圖】
【成果速遞】
近日，東北師范大學化學學院多酸科學教育部重點實驗室2015級博士生陳黎(第一作者)等在陳維林副教授、王新龍教授和王恩波教授(共同通訊作者)的指導下，在國際頂級期刊Chem. Soc. Rev.上發表了文章：Polyoxometalates in dye-sensitized solar cells。這篇綜述以該研究團隊在多酸基太陽能電池領域近十年的研究工作和同行專家的相關工作為基礎，對多酸在DSSCs領域的重要應用進行了綜述，并深入探討了多酸的電子結構與性能的重要規律和關系。該綜述的發表標志著我校多酸基太陽能電池的研究工作獲得了國際同行的廣泛關注和認可。
展開 澳大利亞悉尼科技大學汪國秀研究團隊在海水淡化方面的研究取得重要進展
二維的金屬碳化物或氮化物（MXenes）作為新型的二維萬能材料，具有高比表面積、高電導率的特點，又具備組分靈活可調，最小納米層厚可控等優勢，在儲能和水處理以及光電化學催化等領域擁有巨大潛力。
多孔Ti3C2Tx-CDI器件的電吸附特性: (A) 不同NaCl濃度中，多孔Ti3C2Tx-CDI器件以及
Ti3C2Tx-CDI器件和活性炭-CDI器件的電吸附容量曲線（NaCl濃度的從100 mg/L至1萬mg/L）。(B) 500 mg / L
的NaCl濃度中，多孔Ti3C2Tx-CDI器件以及 Ti3C2Tx-CDI器件和活性炭-CDI器件的電吸附容量曲線。(C) 500 mg / L
的NaCl濃度中，多孔電極多孔Ti3C2Tx-CDI器件的電吸附和脫附循環曲線。(D) 500mg /L
NaCl溶液中，多孔Ti3C2Tx-CDI器件在不同工作電壓下的電吸附容量變化。
為了利用MXenes的良好性能作為電極材料，需要確保電極材料有一個較大的的比表面積以達到最大的電容吸附和離子傳輸。然而由于范德瓦爾斯在層間的作用力，使得被剝離的MXne薄片容易重新堆疊，比表面積減小，研究人員巧妙的采用氯仿作為置換分子，使氯仿溶劑分子進入到MXene薄片中置換層級的直徑較小的離子，并進一步的擴大層間距，而后通過低溫真空冷凍干燥技術，除去溶劑分子，制備褶皺狀的三維的氣凝膠狀多孔MXene材料。
以氣凝膠狀多孔MXene為載體的超級電容器器件顯示出了極高的電容比容量（410 F/cm3
)，與此同時，在相同濃度的鹽水中，多孔MXene-CDI器件的電容吸附容量發揮是傳統活性炭-CDI器件的12.8倍之多。此外，多孔電極結構的設計有效的提高了離子傳輸性能，可在較短的時間內達到了最大的電吸附容量。
展開 基于第三代半導體材料的壓電電子學和壓電光電子學
此外，對于其在化學和光學傳感器的應用中可以發現，壓電光子學效應或壓電光電電子學效應可以大大提高期間的傳感性能。同時，文章介紹了這些應力傳感器、光學傳感器（尤其是紫外線范圍內的傳感器），化學觸感器（氣相和液相）和通過壓電-磁致伸縮耦合傳感器各自的優點。最后，作者總結了當前的研究進展，展望了壓電電子學材料在各種類型的環境傳感器（如輻射傳感器）、人體接口和醫療應用中的應用前景。(Fr?mling, T., Yu, R., Mintken, M., Adelung, R., & R?del, J. (2018). Piezotronic sensors. MRS Bulletin, 43(12), 941-945.)
圖三
（a）基于壓電電子學和磁場耦合效應的應力探測
（b）壓電電子學效應增強的pH傳感器
【成果四】壓電電子學調控的光電化學催化
美國威斯康星大學麥迪遜分校王旭東教授，卡內基梅隆大學Gregory S. Rohrer教授，和中國上海師范大學李和興教授共同在MRS Bulletin上發表了題為“Piezotronic Modulations in Photo- and Electrochemical Catalysis”的綜述文章。文章系統總結了壓電電子學在電化學，特別是光/電催化方面的原理和應用。文章首先介紹了表面電荷對固-液界面的電子能帶的作用。然后深入討論了如何通過壓電電子學原理對光催化，光電化學和電化學過程進行操控，以及在能量收集方面的最新進展。文章最后介紹了壓電催化的概念。這一過程是機械能和化學能的直接轉化，并被用于水分解反應。文章提出的壓電電子學能夠給電化學催化帶來新的思路和影響。(Wang, X., Rohrer, G., & Li, H. (2018).
展開 “夢幻材料”石墨炔的發現及最新研究進展
以六乙炔基苯為源，銀箔為生長基底，在金屬基底的催化作用下通過分子間末端炔基的偶聯反應在基底上直接生長石墨炔。通過檢測拉曼光譜中 C≡C 伸縮振動模峰位的變化，驗證了生長過程中單體向偶聯產物的轉變。由于具有π共軛結構，生長的薄膜的導電性為6.72 S cm-1，并且可作為淬滅分子熒光、增強分子拉曼光譜的。崔曉莉等[2]以碳化鈣和三溴苯為原料，通過機械化學方法合成了氫取代石墨單炔，發現其為p型半導體，帶隙為2.30 eV，在在催化產氧和光催化方面具有應用潛力。
在化學修飾及功能化方面，石墨炔中炔鍵單元的高活性為其化學修飾與摻雜提供了良好的平臺，李玉良等[3]介紹了石墨炔的非金屬雜原子摻雜、金屬原子修飾以及表面改性，并深入探討摻雜與衍生化對石墨炔材料的電子性質的影響及其對光電化學催化性能的協同增強。林源為等[4]對石墨烯表界面進行了共價或非共價化學修飾,在一定程度上打開了石墨烯的帶隙,并發展了具有傳感功能的石墨烯器件，還制備了基于石墨烯的納米電極，發展了新一代分子電子器件的普適性制備方法,實現了單分子器件的功能化。
在結構表征方面，盧秀利等[5]總結了總結了近年來石墨炔材料在表征方法，闡述了石墨雙炔形貌、厚度、晶體結構以及碳的成鍵形式的方法。研究表明，石墨炔材料的形貌、厚度以及表面狀態等微觀特征通常采用SEM，TEM和AFM進行表征。石墨炔的晶體結構可以利用XRD和HR-TEM進行表征，在這方面相關研究并不多，主要是高結晶性石墨炔材料難以合成，這也是石墨炔研究領域中亟需解決的問題之一。石墨炔的共軛結構和碳的成鍵方式可以通過多種手段進行研究。目前發展的定性和定量手段主要有Raman光譜、XPS、FT-IR、13C-NMR和UV-Vis吸收光譜等，但是目前這些表征手段還不夠完善，缺乏精準且系統的表征方法。
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