Ученые решили доказать абсурдность непрекращающихся попыток улучшить электрохимические свойства графена путем добавления к нему новых элементов. Для этого они решили создать допированный куриным пометом графен, который действительно оказался лучше чистого вещества по электрокаталитическим свойствам, говорится в статье в журнале ACS Nano.

Графен — это одна из аллотропных модификаций углерода, которая представляет собой плоские листы толщиной в один атом, состоящие из шестиугольных ячеек. Графен обладает рядом уникальных механических, химических и электронных свойств, что делает его интересным материалом для многих применений как в науке, так и в технологиях.

В контексте электрохимии, то есть раздела науки, занимающегося изучением связанных с протеканием электрического тока химических реакций, графен быстро стал считаться интересным катализатором. Однако в последние годы появилась масса работ, в которых его свойства удается улучшить благодаря добавлению новых элементов. Более того, тип привносимого элемента, кажется, не имеет никакого значения — лишь в отдельных немногочисленных работах о боре и сере каталитические свойства были подавлены.

Химики из Чехии и Канады под руководством Мартина Пумеры (Martin Pumera) из Брненского технического университета решили доказать бессмысленность и абсурдность этого направления, добавив к графену куриное гуано — частично разложившийся естественным образом помет. Оказалось, что такая модификация также улучшает свойства вещества.

Гуано известно благодаря высокому содержанию ряда элементов (азот, фосфор, сера, хлор и другие), которые ранее химики уже пробовали присоединять к графену в попытках улучшить его свойства. Также гуано представляет собой экологически чистый и дешевый материал, из-за чего используется в качестве удобрения.

Авторы создавали оксид графита двумя способами (методами Хаммерса и Хоффмана), после чего смешивали их с сухим гуано, а затем подвергали процессу теплового отслаивания для получения нужного композита. Детальное исследование образцов показало, что в результате получился графен с добавлением множества других элементов, в первую очередь азота, серы и фосфора.

Электрокаталитическая активность полученного вещества оценивалась в реакциях с получением водорода и восстановления кислорода. Оказалось, что использование в качестве электрода улучшенного гуано графена более эффективно, чем применение чистого углерода или полученного аналогичным методом графена, но не обработанного гуано.

Ранее химики научились получать оксид графена без вреда для окружающей среды, упростили изготовление графеновых квантовых точек и продемонстрировали хорошие качества многослойного графена в плане защиты от комаров.

nplus1.ru