前幾天師姐在朋友圈轉了一篇文章Will Any Crap We Put into Graphene Increase Its Electrocatalytic E?ect？地鐵......老人......手機......？？就是說我現(xiàn)在忙活的東西可能還不如一坨鳥屎？！

話不多說，咱們先康康為敬。

背景介紹

石墨烯可以與大量元素的摻雜來增強其電催化性能，曾經用于電催化的石墨烯已經不再那么神奇了，我們需要給它添加一些東西，讓它再次變得更強大，而這一修飾方法幾乎成為了范例。為了順應這一趨勢，石墨烯被加入了許多不同的元素，包括N、S、P、B等。在所有情況下，摻雜石墨烯的電催化效果都得到了增強。顯然，摻雜原子或是基團是供電子還是吸電子對性能的提升并不重要（只有少數實驗和理論研究發(fā)現(xiàn)，B或S的摻雜實際上抑制了電化學反應）。然而在摻雜了單個原子后，電催化性能還不足以滿足人們的需求(人們可能會歸結于總有改進的空間)。由于“協(xié)同效應”的存在，雙元素摻雜石墨烯被認為是比單元素摻雜石墨烯更好的催化劑；而在美國，對三種或三種以上除碳外的“雜原子”摻雜石墨烯逐漸成為一種研究趨勢。似乎無論我們往石墨烯里放什么“廢物”，電催化都會增加。擁有84種相對穩(wěn)定的元素(惰性氣體和碳除外)，可以生產84種單元素摻雜石墨烯的文章。而2種摻雜劑有就會有3486種可能的組合，3種摻雜劑會有95,284種組合，4種元素幾乎能擁有接近2×10的六次方種組合。人們可能會開始懷疑這樣做是否有實際的意義，對所有的石墨烯摻雜用于電化學的努力是否都是正當的。于是乎作者決定將這一論點向前推進一步，并通過實驗證明，這種努力通常不會帶來重大的突破。在接下來的文章中論證了石墨烯永無休止的共摻雜是沒有意義的。作者沒有使用昂貴且有毒的化學物質（如氨、氟、氯、硼等），而是尋找天然材料來給石墨烯施肥----使用鳥糞作為摻雜劑。

鳥糞在摻雜方面比使用合成化學品有很大的優(yōu)勢。這種材料成本低，含有大量元素(包括N、P、S、Cl等）。作者經過實驗證明，可以制造出高熵、多元素摻雜的石墨烯，并且在兩個工業(yè)上重要的反應（燃料電池中的氧還原反應和電解池中的氫分解反應）中具有出色的電催化性能。

實驗設計

以不同種類的氧化石墨為前驅體，采用熱剝離法制備了冠狀石墨烯。在有鳥糞和沒有鳥糞的兩種情況下，用同樣的方法合成了標準石墨烯。然后，我們用掃描電子顯微鏡(SEM)對制備的石墨烯和摻雜鳥嘌呤的石墨烯進行了形貌和元素映射、缺陷密度的拉曼光譜、元素組成和鍵合信息的x射線光電子光譜(XPS)、利用伏安法對制備的石墨烯進行了元素組成的可燃元素分析，研究了其對氧還原反應(ORR)和析氫反應(HER)的電化學性質。我們將制備的材料按照前體合成法進行標記，Hoffmann法合成的氧化石墨簡稱為“Ho-GO”，Hummers法簡稱為“Hu-GO”，，以鳥糞裝飾的用“BD”為后綴。

總結

綜上所述，作者證明了經鳥糞處理的石墨烯確實比未摻雜的石墨烯更具電催化性能。鳥糞參雜的石墨烯和對照非摻雜石墨烯都表現(xiàn)出相同的形態(tài)，而用鳥糞摻雜裝飾的石墨烯含有額外的N、S和P。這些修飾的石墨烯表現(xiàn)出更好的電催化性能，無論是對氧還原還是對氫的生成，鳥糞可以被認為是ORR和HER潛在的多功能催化劑。因為摻雜廉價鳥糞的石墨烯產生的電催化材料性能比許多復雜的多元素摻雜方法產生的提升電催化性能的方法要更好，所以作者認為沒有理由去研究協(xié)同效應下的石墨烯摻雜，研究人員應該把精力放在其他研究方向上來。

作者(有點諷刺的)推測鳥糞的化學成分可以通過飼料進行調整，由此產生的摻雜催化劑的質量可以進一步提高。并且相信，在燃料電池和氫經濟中，鳥糞摻雜石墨烯是有潛力的，我們相信，鳥糞可以成為一種高附加值的產品。人們希望，有了這些戲劇性的優(yōu)勢，這一次不會因為鳥糞而引發(fā)戰(zhàn)爭(甚至是貿易戰(zhàn))。

雖說之前小俊哥交給我的實驗就做了個皮毛，但這么看來是更加沒有繼續(xù)做下去的意義了。這大二也過了大半年了，希望下學期能寫一篇我自己發(fā)表文章的概述來完結這個? 煉銅癖。

祝各位化學家新的一年早日發(fā)文，篇篇影響因子上10，整個實驗室就“鼠”你文章最多！

就這樣，拜了個拜。