合成了石墨烯包裹的鎳催化劑，并將其附著在SiO
2骨架上，形象地描述為“蜂巢仿生催化劑”。其中，稻殼炭（RHC）是合成中的碳源。在550、600和650℃的甘油蒸汽重整（GSR）中測試了鎳嵌入石墨烯中的不同催化劑。通過X射線粉末衍射（XRD）、拉曼光譜（Raman）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、透射電子顯微鏡（TEM）和熱重分析（TGA）對催化劑進行了表征。研究了預(yù)處理RHC或反應(yīng)溫度對H
2產(chǎn)率、氣態(tài)產(chǎn)物選擇性以及H
2/CO和CO/CO
2摩爾比的影響。以酸處理的RHC作為碳前體的催化劑在GSR中表現(xiàn)出更好的催化活性和耐久性。在600℃下，它的H
2收率更高，為5.09 mol H
2/mol甘油、H
2/CO比為6.79。多層石墨烯可防止內(nèi)部鎳的氧化、燒結(jié)或酸蝕，而不會犧牲其活性。SiO
2骨架還增強了催化劑的熱穩(wěn)定性。
Figure 1. Ni@ARHC催化劑的TEM（a）和HRTEM（b）圖像。用10％HF水溶液處理過的Ni@ARHC的TEM圖像（c）和相應(yīng)的TEM-EDS元素分析（d）。
Figure 2. Ni@RHC，Ni@ARHC，Ni@NRHC和Ni@DRHC的H
2產(chǎn)量。反應(yīng)溫度：550℃。
Figure 3. Ni@RHC，Ni@ARHC，Ni@NRHC和Ni@DRHC的H
2產(chǎn)量。反應(yīng)溫度：600℃。
Figure 4. （a）600℃反應(yīng)后所有催化劑的XRD圖。（b）600℃反應(yīng)后Ni@ARHC的TEM圖像。（b）中的插圖顯示了石墨烯殼的HRTEM圖像。
Figure 5. “蜂巢仿生催化劑”概念的示意圖。
相關(guān)研究成果于2020年由南京科技大學(xué)Wenju Wang課題組，發(fā)表在Renewable Energy（2020, 145, 2647-2657）上。原文：Hydrogen production through glycerol steam reforming over beehive-biomimetic graphene-encapsulated nickel catalysts。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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