煤的结构基因与煤基碳材料构建研究进展
杨建国1
杜晨衔2
王立鹏2
冯能2
王羽玲3
1.中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心,江苏徐州 2211162.中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心,江苏徐州 221116;中国矿业大学化工学院,江苏徐州 2211163.中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221116
摘要："双碳"目标的实现必将带来煤炭作为燃料用量的迅速减少,寻找煤炭的高附加值利用途径是煤炭行业可持续发展的迫切需求.简要介绍了基于单原子组装的无烟煤催化石墨化研究和焦炭催化石墨化研究,以及碳化硅炉炉芯石墨产品和特征,其晶体片径可达100 μm及以上,且受煤及煤基中间体结构的影响较少.重点介绍了无烟煤、烟煤、褐煤的结构特征与碳材料构建,研究发现煤的结构基因对煤基碳材料的构建有着决定性影响.无烟煤高固定碳含量的稳固碳结构有利于形成高强度的多孔炭和增碳补强剂等碳材料,无烟煤基高温石墨片径在几微米左右,片层平行度较差、交叉较多,适用于制备大规格炭电极的多晶石墨电极、电解槽、化学惰性通道.以烟煤为原料的煤沥青和焦炭中的炭青质是构成褶皱石墨的良好前驱体,煤沥青经针状焦石墨化因包含晶体液相生长过程,晶体片径尺寸可达数十微米以上,所形成的褶皱石墨经球团和浸渍包覆可以作为锂离子电池良好的负极储锂材料;焦炭中非晶态的固定碳也是制备硬碳材料的良好原料.褐煤稀疏的大分子架构和多孔颗粒形态有利于浸渍类碳材料的构建,是制备催化剂载体的优质原料.
关键词：煤炭高附加值利用煤的结构基因煤基碳材料硬碳材料多孔碳材料人造石墨
分类号：TD941(选矿)TQ127.1(非金属元素及其无机化合物化学工业)
资助基金：陕煤-秦岭基础科学研究五年行动计划协同创新合作项目(SMYJY20220412)
论文发表日期：2024-04-25
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( 1-14 )
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