多孔石墨烯作为一种重要的石墨烯衍生物，不仅具有石墨烯本身的优异性质，而且相比完美晶格的石墨烯表面，孔的引入可以产生许多独特的性质，比如：开放的能带间隙、较大的实际比表面积、坚韧的机械强度、优异的传质能力等。本团队率先利用水滑层不完全覆盖氧化石墨烯部分燃烧策略，开发了一种简单、快速、高效、低成本制备多孔石墨烯的新方法，并进一步发展了层间限域一步燃烧法制备不同元素掺杂多孔石墨烯，可实现多孔石墨烯结构和性能精确调控。利用这种技术，发展了系列稀土高选择性分离新材料。如制备了对稀土离子具有高分离选择性的氮掺杂纳孔石墨烯膜，可实现强酸条件下稀土元素的选择性分离，最高膜分离因子达到 3.7。此外，利用固相合成策略，在纳孔石墨烯孔道和层间原位绿色合成具有可控结构的 MOF，进而得到一类新型纳孔石墨烯/MOF 复合材料。该材料非常适合于水溶液中稀土离子的选择性固相吸附分离，对 Ce/Lu 的分离因子可达到 10000 以上，远超文献报道。该复合材料制备技术简单，成本低，容易实现产业化，可用于高纯稀土的制备。