研究人员开发出一种利用铜钯将二氧化碳转化为石墨烯的方法

2019年07月09日 14:42 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,二氧化碳被描绘成21世纪的“恶棍”,但一些科学家认为仅仅减少这种温室气体的排放量似乎是不够的 - 还需要去掉一些已经存在于大气中的东西。现在,卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员开发出一种简单的方法,通过将这种令人烦恼的气体转化为“奇迹”材料石墨烯,从而使这种气体转化为有用的资源。

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尽管石墨烯被当作超导、柔韧和坚固的材料,但实质上它只是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。早期,它是用胶带剥离石墨层而制成的,但是近年来科学家们设法用各种不同的方法制作它,例如用桉树皮提取物制造的“环保”石墨烯。

但到目前为止,制造块状石墨烯的最常用方法是化学气相沉积(CVD)。在该技术中,碳源(通常是甲烷气体)与其他气体一起被泵送到腔室中,并且薄片材料像催化剂和基板一样起作用。腔室中的气体与材料发生化学反应,并在表面上形成薄的石墨烯层。

KIT团队的技术工作方式大致相同,但使用二氧化碳作为碳源,从而为从大气中去除这些有害气体带来了潜在的附加好处。在这种情况下,二氧化碳和氢气填充腔室,催化剂和基板是由铜和钯制成的晶片。该过程在大气压和高达1000°C(1832°F)的高温下完成。

“如果金属表面显示出正确的铜和钯比例,二氧化碳转化为石墨烯将直接在一个简单的过程中进行,”该研究的首席研究员 Mario Ruben说道。

该团队设法证明该技术可行,甚至用它来制造几层厚的石墨烯。他们的计划是下一步尝试使用此过程制作正常运行的电子组件。

该研究发表在《ChemSusChem》期刊上。

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