Співробітники Університету Північного Іллінойсу та Південного методистського університету (обидва – США) показали, що графен можна отримувати при спалюванні магнію в діоксиді вуглецю.

Реакція, в якій утворюється графен, має гранично простий вигляд: 2Mg + CO2 → 2MgO + C. Сам процес горіння деяких металів в атмосфері двоокису вуглецю давно відомий; існують навіть проекти створення рухової установки космічних апаратів, яка використовує зріджений CO2 і метали як окислювача і палива. «Ніхто, однак, не розглядав можливість конвертування вуглекислоти в тверді наноструктурованих вуглецеві матеріали», – зауважує керівник нового дослідження Нараян Хосмейн (Narayan Hosmane).

У своїх дослідах автори, спочатку розраховували на отримання одношарових нанотрубок, спалювали шматочок магнію в «чашці» з сухого льоду (твердої двоокису вуглецю), закритою пластиною, виконаної з того ж льоду. Продукти реакції поміщали в лабораторний стакан з розчином соляної кислоти, видаляючи непотрібні MgO і Mg, які реагують з HCl з утворенням хлориду магнію MgCl2, розчинної у воді. Виділений твердий вуглецевий залишок висушували при температурі 100 ˚ C у високому вакуумі.

Цей матеріал потрапляв під просвічуючий електронний мікроскоп і досліджувався за методиками раманівське спектроскопії, енергодисперсійного рентгенівського аналізу і рентгенівської дифракції на порошку. Результати всіх вимірювань вказували на те, що основною складовою вуглецевого залишку були листи графена товщиною в кілька атомарних шарів.

«Таку реакцію цілком можна використовувати для промислового виготовлення графена, – резюмує пан Хосмейн. – Методика технологічна, проста і працює без участі небезпечних хімічних речовин ».

Різні зразки графена під мікроскопом (ілюстрація з Journal of Materials Chemistry).

За матеріалами: Університету Північного Іллінойсу

Tweet