Lee等报道了一种通过使用金属盐作为催化剂的前驱体辅助CVD法的独特路线，获得了可批量生产的具有大表面积和高导电性的介孔石墨烯纳米球（Mesoporous Graphene Ball, MGB）。通过在CVD工艺中将金属前体还原成金属催化剂，为均匀涂抹在羧基和磺酸基官能化的聚苯乙烯（PS）小球上的金属前驱体溶液提供了三维金属框架，并且起到了辅助石墨烯生长的作用。

为了使亲水性的离子前体溶液均匀地涂敷在疏水的PS球表面，要先对PS进行官能化，如图1-53（a）所示。先通过乳液聚合合成羧基化的PS（PS-COOH），然后对羧基化PS进行磺化（SPS-COOH）。为了提高PS小球在随后进行磺化反应的离子前体水溶液中的分散性，需要首先合成出PS-COOH小球。SPS-COOH在离子前体溶液中的均匀分散是源于强吸电子的基团（—COOH，—SO 3 H）和三氯化铁溶液中的三价铁离子之间的静电相互作用，这使得铁离子可以足量吸附在小球表面。实际上，通过单一的羧基基团官能化的PS-COOH小球是不能让三氯化铁均匀包覆的，最终会导致形成的石墨烯片层不佳。这是因为与磺酸基相比，羧基的离子强度较低。实验中观察到—SO 3 H/—COOH的比值超过0.6时，会生成均匀的分散体，因此三氯化铁可以均匀包覆，也可以实现铁原子的致密堆积。将此法制得的SPS-COOH和三氯化铁的混合物滴在一个300nm的SiO 2 /Si基底上，然后在烘箱中室温干燥。与普通的金属催化剂（如铜、镍）相比，铁具有更好的可腐蚀性，而且更重要的是其熔点高，这有助于在CVD法的高温下维持纳米形貌。

在SiO 2 /Si基底上完全干燥的FeCl 3 /SPS-COOH的3D复合物在H 2 /Ar气氛下的石英管中被加热到1000℃。在氢气气氛高温（大于700℃）热处理的过程中，SPS-COOH聚合物小球和铁离子经历不同的转化，之前通过静电相互作用吸附在SPS-COOH表面的铁离子被还原成金属铁，还原铁为多层石墨烯的生长起到了三维纳米架构和催化剂的作用。铁团簇的纳米结构首先是从铁粒子凝聚，随后铁在高温热处理条件下渗入柔软的PS小球中形成的。最后，将产物放在3%的HCl溶液中6h，铁会被完全刻蚀，留下MGB结构。

图1-54展示了通过前体辅助CVD生长法制备的聚合物小球和MGB的形貌。图1-54（a）中的SEM图显示出SPS-COOH小球拥有几乎相同的尺寸（直径为250nm）和相貌。为了获得统一尺寸和形貌的MGB，在三氯化铁溶液中制备合适的分散体是很重要的。正如已观察到的光滑的表面形貌所示，PS-COOH表面的苯乙烯部分通过对PS-COOH的磺化变得亲水，通过在苯乙烯对位的一个亲电取代反应制得了高度分散的SPS-COOH水溶液。图1-54（b）是由FeCl 3 /SPS-COOH制备的MGB的SEM图。通过前体辅助CVD法在H 2 /Ar气氛中聚合物小球被成功地转化为球形MGB而没有任何明显的塌陷。如图1-54（c）（d）所示，通过对HRTEM图进一步观察，证实形成了平均孔直径为4.27nm的MGB。图1-54（c）的插图确定了形成的多层石墨烯具有3.4Å ^[2] 的晶格间距。