Найден способ превращения природного газа в графен

Как сообщает издание Journal of Physical Chemistry C, американским ученым удалось разработать способ получения графена из обычного ацетилена. Новый метод не только гораздо проще всех существующих, но и значительно удешевляет производство графена, позволяя получать итоговый продукт с минимальным количеством примесей.

Как известно, графен — это материал толщиной в один атом углерода. Он отличается высокой прочностью и уникальными электрохимическими свойствами. Массовому использованию графена мешает огромная ресурсозатратность производства материала. Причем попытки «вырастить» графен из атомов углерода пока не увенчались успехом. Но ученые из Технологического института Джорджии, что в Атланте, пошли несколько иным путем. Они решили, раз основой структуры графена является углерод — значит нужно использовать сырье с высоким содержанием этого элемента. Как заявил один из авторов проекта Узи Лэндман,

«Так как графен состоит из углерода, мы попытались получить его, используя простейшие углеродные молекулы. Как оказалось, невидимые молекулы этилена действительно можно превращать в гигантские листы графена. Также нам удалось решить проблему дороговизны производства, применив две инновации в своем подходе – катализатор на основе благородного металла родия и нагрев исходного сырья до очень высоких температур».

Дело в том, что при постепенном нагреве до 700 градусов Цельсия в присутствии катализатора молекулы природного газа этилена способны самостоятельно превращаться в листы графена. Кстати, забавный факт: из этилена сейчас делают всем знакомые полиэтиленовые пакеты, состоящие, как нетрудно догадаться, из полиэтилена. А производство полиэтилена на заре химической промышленности тоже было не из дешевых.

Но вернемся к разработке американцев: в ходе нагрева, по заявлению ученых, происходит особая реакция с катализатором родием. Сперва газ превращается в молекулы, похожие по структуре на бензол, а затем уже эти молекулы объединяются друг с другом, вытесняют водород и формируют структуру графена. Полученный таким способом графен будет практически на 100% чистым, так как в ходе нагрева «лишний» водород как-бы «выкипает» из соединения.

На данный момент нерешенной остается лишь одна проблема: после завершения реакции получившийся графен остается соединен с катализатором-родием, что препятствует использованию вещества в промышленности. В планы исследовательской группы доктора Лэндмана сейчас как раз и входит разработка способа отделения графена от родия.