众所周知，在石墨烯中掺杂多种成分能大大的进步其电催化功能，这成为了学术界在这一范畴进行研讨的思想范式，从前看似美妙的电催化石墨烯也逐步变得稀松往常，怎么让这一范畴再次大放异彩，是一个值得沉思的问题。顺着这一思路，研讨者们在石墨烯中掺杂了许多不同的元素，比方N、S、P、B等，掺杂得到的石墨烯的电催化作用都得到了增强。不管掺杂的原子或基团是给电子的仍是吸电子的，得到的石墨烯都是有电催化活性的。只要少量试验和理论研讨发现，B或S掺杂按捺了电化学反响。
掺杂单个原子能够进步石墨烯电催化活性，但人类明显不满足于此。随后又发现双元素掺杂的作用更好，自此多元素掺杂石墨烯成为一种趋势。这样看来，不管在石墨烯中参加任何物质，石墨烯的电催化活性都会增强。假如咱们把唾液吐在石墨烯上，它就会成为更好的电催化剂，这种说法或许会有点夸大。唾液中含有84种安稳的元素（不包括惰性气体和碳），这样就会有84篇关于石墨烯单元素掺杂的文章；运用两种掺杂剂，咱们有3486种或许的组合，运用三种掺杂剂，就有95284种组合，而运用四种元素，有近200万个组合。
这时咱们或许会开端发生疑问，是否一切在掺杂方面的研讨都是合理且有价值的吗？
以至于有人针对这种现象编了一首打油诗：
试验是王道，理论靠发明；
思路不清晰，加点石墨烯；
投稿不顺利，涂点钙钛矿；
青年英才路，试验换元素；
若问啥含义，盘古开天地！
来自布拉格化学技术学院的Martin Pumer教授研讨组看不下去了，决议打击一下这种为了发论文而发论文的现象，他们对这一问题进行了深化的评论，他们都以为之前在该范畴所做的很多作业没有很大的含义，并用试验证明了这一点。并趁便发了一篇顶刊论文。
在研讨中，他们没有运用贵重而有毒的化学药品，而是寻觅天然资料来掺杂石墨烯，这种天然资料便是——鸟粪。相关论文于2020年1月14日宣布在世界纳米科技范畴威望学术期刊《ACS Nano》上，论文榜首作者为王璐。
论文标题为：Will Any Crap We Put into Graphene Increase Its Electrocatalytic Effect?（随意往石墨烯里加点废料会增加其电催化性吗？）
论文标题挖苦意味十足。
与组成化学品比较，鸟粪价格低廉，含有多种元素（N、P、S、Cl等），非化学专业的人员也能够用它制作掺杂石墨烯。他们发现，这种高熵、多元素掺杂的石墨烯，对两个工业上重要的反响具有超卓的电催化功能：用于燃料电池的氧气复原（ORR）和用于电解池的析氢反响（HER）。假如往后在燃料电池和电解池中运用鸟粪掺杂的石墨烯而不是铂，不仅在清洁动力出产和环境保护方面发生巨大的社会效益，并且跟着鸟粪成为一种有价值和受欢迎的产品，也会对农村经济发生巨大的影响。
为了证明鸟粪掺杂石墨烯的电催化活性，他们以不同品种的氧化石墨为前驱体，选用热剥离法制备了鸟粪润饰石墨烯，一同以未掺杂的石墨烯作为对照组。其间，由Hoffmann法制备的称为HO-GO，Hummers法制备的称为HU-GO，运用鸟粪掺杂后一致加后缀BD。
图1为石墨烯的SEM图，一切样品都表现出典型的剥离结构，证明一切样品都成功地进行了热剥离。风趣的是，润饰后的石墨烯表现出与对照石墨烯相同的结构，没有观察到片状或粉末状结构，这表明增加的粪便与石墨烯一同剥离，能够构成类似于剥离的石墨烯的结构。
图1 (A)HO-GO-BD，(B)HU-GO-BD，(C)HO-GO和(D)HU-GO扩大3000倍和40000倍的SEM图画，比例尺（榜首排）1μm，（第二排）100 nm。
接下来，他们用XPS研讨了所制备资料的元素组成和成键状况，成果如图2所示。成果表明所制备的石墨烯的复原程度适当，鸟粪掺杂的石墨烯中含有N、S和P元素。
图2 (A) (A1)HO-GO-BD、(A2)HU-GO-BD、(A3)HO-GO、(A4)HU-GO-GO的XPS谱图。(B)HO-GO-BD、(C)HO-GO-BD、(D)HO-GO-GO、(E)HU-GO-GO的C 1s高分辨率XPS
他们研讨了以玻碳电极、润饰石墨烯和对照石墨烯为电极时对ORR和HER反响的电催化功能，如图3所示。石墨烯样品对ORR的电催化功能均比玻碳电极有较大改进。与未掺杂石墨烯比较，HO-GO-BD和HU-GO-BD均表现出较低的开始电位。Hu-GO-BD在一切样品中显示出最低的过电位，是由于鸟粪中存在其他杂质。
图3 (A)ORR和(B)HER的线性伏安曲线
综上所述，他们证明了鸟粪掺杂的石墨烯的确比未掺杂的石墨烯具有更强的电催化作用。作者终究以为，研讨人员应该把精力会集在其他研讨方向上，而不要只是限制在越来越杂乱的多元素掺杂的研讨中。在往后，人们或许能够终究靠鸡饲料来调整鸡粪的化学成分，得到的掺杂石墨烯的作用能够进一步进步，鸟粪能够再次高附加值产品，当然，有了如此巨大的优势，期望人类这一次不要由于鸟粪而引发战役。
论文链接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b00184
本文来历：高分子科学前沿，转载时有改动
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