研制出一种石墨烯独特形式的莱斯大学化学家已经找到一种方法来嵌入金属纳米粒子，可以将物质转化为燃料电池等应用的有效催化剂。

去年由莱斯大学化学家James Tour实验室创建的激光诱导石墨烯，是一种具有多孔石墨烯表面的柔性膜，其是通过将一种常见的称为聚酰亚胺的塑料暴露到商用激光刻划光束里制成的。现在，研究人员已经找到一种方法用活性金属来加强产品。

该研究发表在ACS Nano上。

在这个发现中，这种被研究人员称为“金属氧化物-激光诱导石墨烯”的物质（MO-LIG）成为新的候选者，可以在催化燃料电池的应用（其中氧和氢被转化为水和电）中替换昂贵的金属如铂。

 “对于这个方法最奇妙的是，我们可以使用商用聚合物，只需添加廉价的简单金属盐，” Tour说。 “然后我们将其置于商业激光划线器下，其就在石墨烯中产生嵌入的金属纳米颗粒。非常多的化学过程是由激光器完成的，它在室温下空气中就可以产生石墨烯。

 “这些具有小于1％的金属的复合材料，在燃料电池应用中用做“超级催化剂”。用其他方法来做的话，将需要采用更多的步骤，并且需要昂贵的金属和昂贵的碳前体”。

最初，研究人员利用市售的聚酰亚胺片制备激光诱导的石墨烯。后来，它们注入液态聚酰亚胺与硼，来产生显著提升储存电荷性能的激光诱导石墨烯，这使它成为有效的超级电容器。

有关最新的重复中，他们将这种液体和三种不同浓度的含钴、铁或钼的金属盐混合。在每种混合物冷凝成膜之后，它们用红外线激光处理它，然后在750℃下氩气中加热半小时。

这个过程中产生了强大的MO-LIG产物，其中10纳米的金属粒子均匀分散在石墨烯中。测试表明其具有催化燃料电池中基本氧化还原反应的能力。考虑到析氢应用（另一种将水分解成氢气的催化过程），将进一步对材料进行硫掺杂，Tour说。

 “值得注意的是，用硫磺简单处理石墨烯-氧化钼，将金属氧化物转化为金属硫化物，就可以生成一种析氢反应的催化剂，证明了这种方法应用的广泛性，”他说。

新材料在线编译整理——翻译：王晶晶    校正：摩天轮