由英國國家石墨烯研究所(NGI)科研人員領(lǐng)導(dǎo)的國際科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),石墨烯中的納米波紋可以使其成為一種強(qiáng)大的催化劑,加速氫分解,效果類似于最好的金屬基催化劑。研究發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。
首先,科研團(tuán)隊(duì)使用超靈敏氣流測量和拉曼光譜,證明了石墨烯的納米級波紋與其與分子氫(H2)的化學(xué)反應(yīng)有關(guān),并且其離解成原子氫(H)的活化能相對較小。其次,團(tuán)隊(duì)使用氫氣和氘(D2)氣體的混合物,證明了石墨烯的強(qiáng)大催化劑作用,可將H2和D2轉(zhuǎn)化為HD。這與石墨和其他碳基材料在相同條件下的行為形成鮮明對比。氣體分析表明,單層石墨烯產(chǎn)生的HD量與已知的氫催化劑(如氧化鋯、氧化鎂)大致相同,但石墨烯的需求量很小,不到后者的1/100。
科研人員表示,由于熱波動(dòng)和不可避免的局部機(jī)械應(yīng)變,所有原子級薄的晶體中都會(huì)自然發(fā)生納米波紋,因此其他二維材料也可能表現(xiàn)出類似的增強(qiáng)反應(yīng)性。
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