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本文要点：

一种新的环保方法，废弃蛋壳转化石墨烯和H2

废弃的蛋壳（左）和石墨烯（右）。

成果简介

生物可再生醇直接转化为增值石墨烯和纯氢（H2）在良性条件下是一个重要的挑战，特别是考虑到开放的碳减少循环。本文，证明了，在低至°C的温度下廉价来自蛋壳的氧化钙（CaO）可以将醇转化为庞大的纳米多孔石墨烯和纯氢（≈99％）。实验结果和密度泛函理论计算表明，醇分子可以在低温下在CaO表面催化碳化。生物质衍生醇的综合利用概念提供了碳负循环，以减轻全球变暖和能源需求。

图文导读

在这里，我们报告氧化钙（CaO）显示出优异的选择性，可将生物质衍生的醇转化为高价值的单层石墨烯和低温下的H2（低至°C，图1）。

图1、过程示意图。生物质通过光合作用从大气中除去CO2，然后发酵成醇。生物质衍生的醇可以自限性分解，在低至℃的温度下在廉价的CaO表面上产生庞大的纳米多孔石墨烯，CO2和H2。CO2副产物直接被CaO吸附，因此唯一的气体产物是高价值的纯H2。CaO显示出对醇的强烈选择性活性，具有高条件耐受性能。随着进料的继续，反应的石墨烯

CaO与未反应的CaO之间的清晰分界线稳定地移动。

图2、不同的反应时间，气体压力和温度。

表1.石墨烯沉积机理的研究

图3、在CaO（）表面进行乙醇重组的反应机理。

图4、形状和结构特征。a）低倍率TEM。b）所制备的BNPGr的HRTEM。c）BNPGr的拉曼光谱。与石墨相比，BNPGr的G带从cm-1移动到cm-1，这是由石墨烯结构中的曲率引起的。d）BNPGr。CV甚至在00mVs-1的超高扫描速度下保持可逆对称的形状，表明高电导。

小结

总之，在低至°C的温度下，醇可以同时重整为高价值纳米多孔石墨烯和高纯度氢气（≈99％）。该反应表现出独特的自限性，其允许在供应醇之后石墨烯的生长逐步流动，并且均匀地渗透到大于1μm的本体纳米多孔CaO中而没有任何堵塞。该反应在广泛的实验条件下仍然具有强大的选择性，这对于商业规模生产具有好处。此外，DFT计算的结果表明，中间体CO作为醇分解的促进剂起着关键作用。此发现最大限度地利用具有碳减排能力的生物资源开辟了一条新途径。

文献：

LowTemperatureConversionofAlcoholsintoBulkyNanoporousGrapheneandPureHydrogenwithRobustSelectivityonCaDOI：10.2/adma.

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