本文开发了一种新工艺，可以从任何固体碳资源(尤其是生物质资源)大量生产出低成本石墨烯材料。通过分子裂解与焊接(MCW)方法，可从固体碳资源中制备了多层石墨烯材料。MCW技术是一个分为两个阶段的单步过程，通过对固体碳材料的催化热处理，首次制备出石墨烯包覆的核壳纳米粒子。然后，在第二阶段，通过“裂解分子”打开这些核-壳结构，在选定的焊接试剂气体的加热温度下，开裂的石墨烯壳进行自焊和重建，形成高质量的多层石墨烯材料。这种新型石墨烯材料具有超疏水性，可用于过滤石油工业原油乳液中的水。 
 
Fig. 1由石墨烯包裹的核-壳纳米颗粒形成石墨烯基材料。(a)石墨烯包裹的金属纳米颗粒；(b)破碎的核壳纳米颗粒；(c)石墨烯片。
 
 
Fig. 2 (a)碳封装的核-壳纳米粒子的裂解方案和(b)裂解的石墨烯壳的剥离和重构方案。
 
 
Fig. 3 在氩气1000℃下催化热分解铁-木质素前驱体的(a,b) SEM和(c,d) HRTEM图。
 
 
Fig. 4 由Fe-木质素前驱体形成的α-铁核/γ-铁/钙铁矿(Fe₃C)/多层石墨烯壳纳米粒子的图解，以及从铁核上裂开和剥离石墨烯壳的策略。
 
 
Fig. 5在1000℃不同气氛下催解裂化石墨烯包裹的金属纳米颗粒的HRTEM图：(a) Ar，(b) H₂，(c) CO₂和(d) CH₄。
 
 
Fig. 6 多层石墨烯单元间不同类型的焊接模式方案和不同产品的SEM和TEM图：(a,b)多层石墨烯链；(c,d)多层石墨烯纳米片；(e,f)蓬松石墨烯以及(g,h)焊接的多层石墨烯基材料(扁平的片状或弯曲的壳状)
 
 
 
Fig. 7 原油/水乳状液的分离系统和工艺。(a)除水和原油；(b)原油/水乳状液；(c)过滤；(d)分离。
 
      相关研究成果于2019年由密西西比州立大学Jilei Zhang课题组，发表在J. Mater. Chem. A (DOI: 10.1039/c9ta01332f )上。原文：Mass production of graphene materials from solid carbon sources using a molecular cracking and welding method