Coal graphitization:Structures and their differential evolution
WANG Shaoqing,WANG Xiaoling,SHA Jidun,MU Ruifeng
石墨作为战略性非金属矿产对我国的发展极为重要。 然而我国的石墨矿产资源量有限,以 煤为碳源制备石墨逐渐成为了当下乃至未来重要的发展趋势。 在煤的石墨化过程中,伴随着杂原 子的脱出,芳香层片逐渐拼叠,朝定向化发展,结构演化显示出了“ 渐变” 与“ 突变” 的特征,而这与 煤大分子结构演化紧密相关。 由于煤本身的非均质性,如显微组分差异、聚集态结构差异和分子结 构差异,因而在石墨化过程中会产生不同的碳类型产物,使得对煤向石墨演变过程的研究充满了挑 战。 通过分析煤石墨化理论(包括微晶生长理论、乱层结构理论模型、易石墨化炭和难石墨化炭分 类及多缺陷统计理论等),指出煤石墨化过程中,除了不断形成石墨微晶,还伴随着结构缺陷的不 断修复过程。 通过研究煤在石墨化过程中的结构演化,阐明了煤石墨化过程具有渐变性、突变性特 征。 系统探讨了煤显微组分、煤颗粒内外部、煤中不同聚集态结构对于煤石墨化的差异化作用,镜 质体比惰质体更容易石墨化,指出不同显微组分石墨化差异性与其本身分子结构差异有关;煤颗粒 受热后,颗粒边缘更容易定向,朝石墨化发展;易石墨化炭和难石墨化炭的差异体现在纳米结构上, 难石墨化炭中曲率的存在抑制煤石墨化。 最后,结合对石墨化后产物中不同碳类型分类分析,指出 未来煤石墨化研究的重点和方向。
coal;graphitization;structural evolution;differentiation;different carbon types
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会