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基于Cu与金属氧化物-KCl熔融介质的甲烷热解制备少层石墨烯与氢气联产研究
1
作者
杨茗凯
黄泽皑
+7 位作者
周芸霄
刘彤
张魁魁
谭浩
刘梦颖
詹俊杰
陈国星
周莹
《无机材料学报》
北大核心
2025年第5期473-480,I0001,I0002,共10页
甲烷热解是一种利用化石能源制备高附加值碳材料和氢气的技术。然而,传统的化学气相沉积(CVD)法和熔融金属催化法在制备石墨烯时存在固体催化剂失活、石墨烯与催化剂分离困难以及反应温度高(≥1100℃)等问题,限制了其工业化应用。本研...
甲烷热解是一种利用化石能源制备高附加值碳材料和氢气的技术。然而,传统的化学气相沉积(CVD)法和熔融金属催化法在制备石墨烯时存在固体催化剂失活、石墨烯与催化剂分离困难以及反应温度高(≥1100℃)等问题,限制了其工业化应用。本研究提出了通过金属Cu与金属氧化物-KCl熔融介质催化甲烷热解制备石墨烯的创新方案。通过添加金属氧化物(Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、ZrO_(2)、MgO、SiO_(2))作为分散剂,增强了Cu球活性位点的分散性,特别是Cu球体积分数为50%的Cu/ZrO_(2)和Cu球体积分数为75%的Cu/MgO催化剂,可有效制备少层石墨烯。前者表现出最佳活性,其甲烷转化率为22%,氢气产率为21.5 mmol/h,而且能产生大面积、平整的少层石墨烯。本研究为甲烷热解联产石墨烯与氢气的工业化发展提供了新的技术路线,未来有望实现石墨烯的规模化制备。
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关键词
甲烷热解
熔融介质
少层石墨烯
氢气
铜/金属氧化物
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职称材料
题名
基于Cu与金属氧化物-KCl熔融介质的甲烷热解制备少层石墨烯与氢气联产研究
1
作者
杨茗凯
黄泽皑
周芸霄
刘彤
张魁魁
谭浩
刘梦颖
詹俊杰
陈国星
周莹
机构
西南石油
大学
新能源与
材料
学院
西南石油
大学
油气藏地质及开发工程全国重点实验室
达姆施塔特工业大学材料与地球科学系
出处
《无机材料学报》
北大核心
2025年第5期473-480,I0001,I0002,共10页
基金
国家自然科学基金杰出青年基金(52325401)
四川省重点研发项目(2023YFG0106)。
文摘
甲烷热解是一种利用化石能源制备高附加值碳材料和氢气的技术。然而,传统的化学气相沉积(CVD)法和熔融金属催化法在制备石墨烯时存在固体催化剂失活、石墨烯与催化剂分离困难以及反应温度高(≥1100℃)等问题,限制了其工业化应用。本研究提出了通过金属Cu与金属氧化物-KCl熔融介质催化甲烷热解制备石墨烯的创新方案。通过添加金属氧化物(Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、ZrO_(2)、MgO、SiO_(2))作为分散剂,增强了Cu球活性位点的分散性,特别是Cu球体积分数为50%的Cu/ZrO_(2)和Cu球体积分数为75%的Cu/MgO催化剂,可有效制备少层石墨烯。前者表现出最佳活性,其甲烷转化率为22%,氢气产率为21.5 mmol/h,而且能产生大面积、平整的少层石墨烯。本研究为甲烷热解联产石墨烯与氢气的工业化发展提供了新的技术路线,未来有望实现石墨烯的规模化制备。
关键词
甲烷热解
熔融介质
少层石墨烯
氢气
铜/金属氧化物
Keywords
methane pyrolysis
molten medium
few-layer graphene
hydrogen
copper/metal oxide
分类号
O643 [理学—物理化学]
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作者
出处
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1
基于Cu与金属氧化物-KCl熔融介质的甲烷热解制备少层石墨烯与氢气联产研究
杨茗凯
黄泽皑
周芸霄
刘彤
张魁魁
谭浩
刘梦颖
詹俊杰
陈国星
周莹
《无机材料学报》
北大核心
2025
0
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