正在開發石墨烯和氧化石墨烯的三維宏觀結構（3DM），用于快速有效地去除水和空氣中的污染物。石墨烯基納米片的大比表面積、多種表面化學和卓越的機械性能使得能夠形成堅固且高性能的3DM，例如海綿、膜、珠子和纖維。然而，關于基于石墨烯3DM的材料性質與其環境性能之間的關系知之甚少。在本綜述中，我們總結了基于石墨烯3DM在去除水和空氣中污染物方面的自組裝和環境應用。我們還開發了3DM的材料特性與其環境性能之間的關鍵聯系，并確定了影響其污染物去除能力的關鍵參數。
Figure 1. 將基于2D石墨烯的納米片自組裝成3DM。
Figure 2. 3DM用于從水中去除污染物：a，研究3DM以去除各種污染物；b，文獻數據分析表明，GO 3DMs對碳氫化合物的去除能力高于金屬和染料；c，將GO海綿的MB吸附容量與其他類型的碳基3DM進行比較；d，與c類似，將GO海綿的重金屬吸附能力與其他類型的碳基3DM進行比較。
Figure 3. 基于石墨烯的3DMs，具有潛在的海水淡化應用。
Figure 4. 3DM用于空氣處理和抗菌應用：a，可以調整3DM的幾個屬性以增強其CO
2捕獲性能；b，基于石墨烯的納米片通過物理和化學機制具有抗微生物特性。
Figure 5. 設計3DM的毛孔：a，在分層多孔海綿中，大孔通過較小的孔連接在一起；b，使用CVD技術形成的石墨烯海綿；c，在GO海綿上生長CNT；d，用GO分散劑浸涂聚合物海綿；e，使用單向冷凍技術形成具有對齊多孔結構的海綿。
相關研究成果于2019年由麥吉爾大學Nathalie Tufenkji課題組，發表在Nature Nanotechnology（https://doi.org/10.1038/s41565-018-0325-6）上。原文：Environmental performance of graphene-based 3D macrostructures。
