低阶煤和生物质水热碳化特性及水热炭功能化改性研究进展
宋瑞珍
杨晓阳
张鹏
王宝凤
山西大学资源与环境工程研究所教育部CO2减排与资源利用工程研究中心,山西太原 030006
摘要：低阶煤中大量含氧官能团赋予其强亲水性,导致孔隙表面吸收大量水分,从而增加运输成本,能源转化效率降低,因此低阶煤的清洁低碳高效转化备受关注.水热碳化反应能耗较低,可直接处理高含水率有机固体物质,是一种绿色低碳高效经济的低阶煤提质技术;而生物质作为可代替化石燃料的可再生能源,水热碳化也可大幅提高其利用率.低阶煤与生物质共水热碳化时,二者会产生一定的协同效应,相较于单一水热碳化具有更高的产率和碳保留率.对水热炭进行功能化改性,可以进一步丰富其孔隙结构,增加材料表面的官能团,进而制备出性能优异的功能性炭材料,用于CO2和SO2等气体吸附.综述了低阶煤和生物质单独水热碳化及共水热碳化特性,分析生物质水热碳化主要影响因素;同时对水热炭活化改性和掺杂改性方法进行了总结,比较了氮、硫掺杂及硫氮共掺杂方式、掺杂机制及改性水热炭应用范围.此外,还对改性水热炭对CO2和SO2吸附性能等进行了综述,探讨了多孔炭表面吸附CO2和SO2的机理;最后对低阶煤和生物质共水热碳化以及水热炭低成本制备气体吸附剂等未来发展方向进行了展望.
关键词：低阶煤生物质水热碳化水热炭改性吸附性能
分类号：X705(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(22178204)山西省区域合作资助项目(202104041101029)襄垣县固废综合利用科技术攻关资助项目(2023-2)
论文发表日期：2024-03-28
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：14( 72-85 )
英文信息