镍负载粉煤灰催化热解废聚烯烃联产氢能与纳米碳材料的可持续路径研究

本文推荐：研究团队创新性地利用工业废料粉煤灰(FA)负载镍(Ni)作为催化剂，通过热解技术将废聚烯烃(LDPE/HDPE/PP)转化为高附加值氢气(H2，产率达60-75 vol%)和多壁碳纳米管(直径10-60 nm)。该工作实现了"废塑-粉煤灰"双废协同资源化，为循环经济提供了低成本(Ni-FA催化剂)、可持续(TPR/XRD表征证实活性位点分散)的解决方案，兼具环境效益与能源应用前景。

　　

Highlight

这项研究展示了镍改性粉煤灰(Ni-FA)作为低成本催化剂在废塑料转化中的双重价值：既能高效产氢(较纯FA提升2倍)，又能生成高纯度多壁碳纳米管(MWCNTs)。通过TPR和FESEM证实，Ni在FA载体(SiO₂-Al₂O₃体系)上的均匀分散是性能提升的关键。

Material characterization

XRF分析显示粉煤灰富含Si(58.98%)、Al(27.68%)和Fe(3.15%)，其多孔结构为镍活性位点提供了理想锚定位。TPR还原峰证实NiO在650°C完成还原，XRD图谱显示催化剂成功形成Ni⁰/NiO混合晶相，而FESEM图像直观展示了反应后催化剂表面生长的"纳米碳森林"景观。

Conclusion

粉煤灰基催化剂通过"废塑造氢"技术开辟了工业固废高值化利用新路径。未来研究需聚焦两点：1) 纳米碳产物的可控剥离技术 2) 催化剂再生循环稳定性优化，以推动该技术向工业化迈进。

（注：根据要求已去除文献引用标识，专业术语保留英文缩写并规范使用上下标）