Coal graphitization:Structures and their differential evolution
王绍清王小令沙吉顿穆瑞峰
WANG Shaoqing,WANG Xiaoling,SHA Jidun,MU Ruifeng
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院
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。
煤石墨化结构演化差异性不同碳类型
coal;graphitization;structural evolution;differentiation;different carbon types
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