南京理工大学Wenju Wang课题组--蜂巢-仿生石墨烯包裹的镍催化剂上通过甘油蒸汽转化制氢

合成了石墨烯包裹的镍催化剂，并将其附着在SiO₂骨架上，形象地描述为“蜂巢仿生催化剂”。其中，稻壳炭（RHC）是合成中的碳源。在550、600和650℃的甘油蒸汽重整（GSR）中测试了镍嵌入石墨烯中的不同催化剂。通过X射线粉末衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）和热重分析（TGA）对催化剂进行了表征。研究了预处理RHC或反应温度对H₂产率、气态产物选择性以及H₂/CO和CO/CO₂摩尔比的影响。以酸处理的RHC作为碳前体的催化剂在GSR中表现出更好的催化活性和耐久性。在600℃下，它的H₂收率更高，为5.09 mol H₂/mol甘油、H₂/CO比为6.79。多层石墨烯可防止内部镍的氧化、烧结或酸蚀，而不会牺牲其活性。SiO₂骨架还增强了催化剂的热稳定性。

Figure 1. Ni@ARHC催化剂的TEM（a）和HRTEM（b）图像。用10％HF水溶液处理过的Ni@ARHC的TEM图像（c）和相应的TEM-EDS元素分析（d）。

Figure 2. Ni@RHC，Ni@ARHC，Ni@NRHC和Ni@DRHC的H₂产量。反应温度：550℃。

Figure 3. Ni@RHC，Ni@ARHC，Ni@NRHC和Ni@DRHC的H₂产量。反应温度：600℃。

Figure 4. （a）600℃反应后所有催化剂的XRD图。（b）600℃反应后Ni@ARHC的TEM图像。（b）中的插图显示了石墨烯壳的HRTEM图像。

Figure 5. “蜂巢仿生催化剂”概念的示意图。 
     相关研究成果于2020年由南京科技大学Wenju Wang课题组，发表在Renewable Energy（2020, 145, 2647-2657）上。原文：Hydrogen production through glycerol steam reforming over beehive-biomimetic graphene-encapsulated nickel catalysts。