如何在又细又柔软的石墨烯上将催化剂颗粒摆放整齐，同时还能保证催化剂活性不丧失？
“因此，我们采用介孔二氧化硅对石墨烯进行保护，利用二氧化硅片层在微米尺寸上稳定石墨烯，同时利用介孔在纳米尺寸稳定纳米催化剂颗粒，从而得到高稳定的石墨烯基催化剂。”张铁锐说。
这就相当于，将二氧化硅片层看作两块木板，将石墨烯“布料”平铺压在其间，这自然就使得“布料”不搓团。“也很像三明治结构。”
固定纳米催化剂颗粒
2010年，张铁锐作为中科院“百人计划”海外引进人才加入理化所。从那时起，他就与殷亚东课题组联合研发这一课题。
一直以来，双方都在二氧化硅材料方面进行了长期研究。“基于此，我们想到，这种廉价、热稳定的二氧化硅材料可成为稳定石墨烯的优先选择。”他说。
石墨烯与金属纳米颗粒互相之间能够互补从而具有更高的催化效率。在工业应用中，不少金属纳米催化剂都以贵金属为原料，例如燃料电池中就会使用铂。催化剂高昂的成本使得如何保证其高活性成为一个重要的问题。
张铁锐与团队一度遭遇的难题是，纳米催化剂好比是一颗颗扣子，如果不想办法固定在“布料”上，很容易四处滑动、碰撞。
如果选用实心二氧化硅结构，虽然对纳米催化剂可起到保护作用，但由于孔道过于狭小，必然会遮蔽催化剂的活性位点，导致催化剂活性下降。
