Графену приписывают выдающиеся свойства, как механические, так и электрические. Многие электрохимические обзоры прочат ему большое будущее в качестве материала для электродов, причем и в аналитических приложениях, и в устройствах хранения энергии.
Попробуем разобраться, насколько оправдано его применение в аналитических электродах. Для этого модифицируем поверхности электродов из чистого и хорошо упорядоченного пиролитического графита частицами однослойного графена и изучим его влияние. Электроды из пиролитического графита бывают двух типов: “граневые” (поверхность электрода как бы рассекает плотноупакованные плоскости графита, создавая грань с высокой поверхностной энергией) и “базальные” (поверхность электрода параллельна плотноупакованным плоскостям графита). В первом случае графен склонен присоединяться к поверхности более или менее “вертикально”, а во втором – “ложиться” на такую поверхность “горизонтально” (Рис. 1). В зависимости вида электрода и своего положения, графен оказывает различное влияние.
Нужно сказать, что электрод с “граневой” поверхностью обладает более хорошими электрокинетическими характеристиками, так как его работа обеспечивается проводимостью вдоль слоев графита и взаимодействием с электролитом более склонной к этому кристаллографической грани. А электрод с “базальной” поверхностью требует прохождения тока поперек слоев графита и взаимодействия с электролитом несклонной к этому кристаллической грани, представляющей собой завершенный слой, таким образом, его характеристики неизменно будут хуже.
Адсорбированный на поверхность электрода графен может как улучшать, так и ухудшать его характеристики. Добавление графена к “базальному” электроду может улучшить его свойства за счет участия в процессе “граневых” плоскостей графена. Это может проявиться, например, в уменьшении интенсивности пика тока отклика на циклической вольтамперограмме (Рис. 2). А вот свойства более хорошего, “граневого” электрода графен может только ухудшить (Рис. 3), так как часть его листов может повернуться “базальной” стороной и закрыть “граневую” поверхность самого графита (Рис. 1). Это ставит под большой вопрос целесообразность его применения в данном качестве. Более того, в некоторых условиях он ухудшает и свойства “базального” электрода (Рис. 4).
Вот что получилось...
- 