负载吸附

在石墨烯的众多显著特性中，它的恐水症可能是对水处理最有用的特性之一。石墨烯天然排斥水，但当其内部形成细孔时，允许快速渗透。这引发了关于使用石墨烯进行水过滤和脱盐的想法，特别是一旦制造这些微孔的技术已经实现。石墨烯薄片(带小孔穿孔)作为水过滤的一种方法被研究，因为它们能够让水分子通过，但阻止污染物和物质的通过。石墨烯的重量和尺寸小，有助于制造轻量、节能和环保的一代水过滤器和脱盐器。

“通过化学改性的手段，在TiO2结构中引入金属、非金属来提高其可见光活性，还可开发一种新型的可见光催化材料，例如氮化碳（C3N4）光催化材料，氮化碳是近几年来新兴的非金属半导体材料，在可见光下可高效降解有机污染物。C3N4与TiO2复合形成异质结也是一种策略，既能实现可见光响应，又能改善催化效率。当然还有TiO2与石墨烯、碳量子点、铋系材料复合形成的异质结催化剂。”冀志江说，“在工业化中真正实现效果显著、能够解决问题的可见光目标还未达到。”

在分离和过滤中穿孔石墨烯膜的可靠和大规模制造路线仍然具有挑战性。研究人员介绍了两种互补、简单且可靠的方法，以晶圆级制造用于超滤的高度多孔PG膜，其克服了当前制造方法的局限性。

今年以来，西安、广州等地的黑臭水体通过铺设这家江苏民企自主研发的石墨烯光催化网这种方式，来重建水体生态系统，恢复其自净能力。这项新技术，受到了多方肯定，为我国城市治水提出了崭新的思路和解决方法。

今年来，在西安、广州等地的黑臭水体，通过铺设江苏盖姆公司自主研发的石墨烯光催化网，来降解水体污染物质，增加水体溶解氧含量，在保留河道底泥(土著生物种子源)的基础上，能够快速恢复水体直至底泥的生态环境，重建水体生态系统，恢复其自净能力。

不同于惰性的二维平面石墨烯，三维石墨烯材料中的高密度边界位点可以作为活性中心催化质子吸附与还原产生氢气。这是国际上首次提出通过对石墨烯材料的形貌调控，实现其在非掺杂、不负载助催化剂条件下的高效电催化分解水析氢。