神府烟煤及其煤岩组分制备氧化石墨烯的组成、结构演变
刘国阳1
严心娥2
李可可1
李君3
张亚婷1
贾嘉1
朱由余1
党永强1
段瑛锋1
1.西安科技大学化学与化工学院,陕西西安 7100542.西安交通工程学院土木工程学院,陕西西安 7103003.北京低碳清洁能源研究院,北京 102211
摘要：以煤为原料制备石墨烯是一种非常有前景的煤炭材料化、高值化利用途径.针对煤岩组分的组成、结构差异,探明煤岩组分在制备氧化石墨烯过程中的演变规律,是开发煤基石墨烯制备技术的理论基础.利用重选法富集低变质神府煤中镜质组和惰质组,并将富集煤岩组分通过高温石墨化得到石墨化碳,以石墨化碳为前驱体通过改良的Hummers氧化法制备煤基氧化石墨烯.利用元素分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜等研究煤及其煤岩组分在制备氧化石墨烯过程中的组成和结构演变规律.结果表明炭化处理使煤有机大分子结构向无定形碳结构转变,高温石墨化使煤有机大分子结构向石墨碳结构转变;惰质组呈片状结构且分子结构中芳香结构单元较多导致石墨化碳微晶尺寸较大,高温石墨化处理后其拉曼光谱的(AD1/AG)值为0.382,镜质组高温石墨化处理后的(AD1/AG)值为0.686,原煤高温石墨化处理后的(AD1/AG)值为0.864;利用富惰质组得到的石墨化碳制备氧化石墨烯厚度尺寸约5 nm;而镜质组的石墨化碳中石墨微晶结构较小,得到的氧化石墨烯尺寸较小,且氧化石墨烯平均厚度超过10 nm;原煤中由于石墨化过程形成棒状结构,较难形成有序片层结构,氧化剥离也难以得到氧化石墨烯.
关键词：煤炭煤岩组分石墨化氧化石墨烯
分类号：TQ536(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：陕西省自然科学基础研究计划-陕煤联合基金资助项目(2019JLP-12)陕西省创新能力支撑计划资助项目(2019TD-021)
论文发表日期：2024-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 175-185 )
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