添加剂对煤基石墨微观结构的影响

以太西无烟煤为原料,分别加入不同质量的二氧化硅、二氧化钛、氧化铁为添加剂,采用高温石墨化处理制备煤基石墨。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共焦拉曼光谱仪(RAMAN)、全自动比表面积和孔径分析仪(BET)等手段表征煤基石墨微观结构。研究表明经2800℃高温热处理后,所得煤基石墨的石墨化度均超过89%,显著改善了无烟煤无序的微晶结构,实现了煤中sp^(2)杂化碳原子有序化重排;在相同的添加剂混入水平下,以二氧化钛为添加剂的煤基石墨的石墨化程度、堆砌高度相对较高,层间距与理想石墨层间距差异最小,碳材料有序度越高;拉曼光谱显示不同添加剂作用下煤基石墨的有序度差异明显,并同步受添加剂用量影响,各添加剂中TXSC3、TXTC2和TXIC3煤基石墨的有序度最高;扫描电镜下发现在3种添加剂条件下,可分别制备出鳞片状,球形以及2种形貌兼具的煤基石墨;各煤基石墨的比表面积和孔径分布数据显示具有相似的低温氮气吸附−脱附等温线。

太西煤中有害元素在洗选过程中的迁移行为与机理

通过对太西原煤及洗选产物样品中 19种有害元素的系统测试 ,分析了煤中有害元素在洗选过程中的迁移行为 ,初步讨论了其迁移机理。结果表明 :有害微量元素As、Sb、Se、Co、Sb、Mo、Pb、Br在太西原煤中明显富集 ,但洗选后得到很大程度的脱除。大粒精煤的洁净度最高 ,对环境的危害性相对较小 ;绝大多数有害元素在煤泥中相对富集 ,煤泥不适宜于用做燃料。煤中有害元素的迁移行为 ,与元素赋存状态、显微组分种类与含量。

MnO_2/煤基石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学性能

以纯化的太西无烟煤粉为原料,采用催化石墨化及改良Hummers氧化技术制备煤基氧化石墨烯前驱体,将该前驱体与MnO_2进行原位复合并利用等离子体技术还原制备MnO_2/煤基石墨烯纳米复合材料。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等技术对煤基石墨烯及其复合材料进行表征,采用循环伏安法及恒流充放电法测试MnO_2/煤基石墨烯纳米复合材料的电化学性能。结果表明,与煤基石墨烯相比,MnO_2/煤基石墨烯纳米复合材料的比电容有显著提升,在1A/g电流密度下可达281.8 F/g,是煤基石墨烯比电容的3.48倍。

水玻璃和六偏磷酸钠在制备洁净煤过程中作抑制剂的试验研究

采用太西煤制备洁净煤,在相同实验室试验条件下,分别利用工业上较为常用的抑制剂水玻璃和六偏磷酸钠作抑制剂进行对比试验,结果表明,六偏磷酸钠的抑制效果明显优于水玻璃。

煤基碳基固体酸催化合成1,2取代苯并咪唑类衍生物

以太西煤为原料(其灰份为0.6%、目数大于200目),通过直接磺化得到煤基碳基磺酸(CHS-SA),以及通过对太西无烟煤粉末与煤质腐植酸钠粘合成型后的碳化物进行磺化而得的复配型煤基碳基固体酸(CCBSA),考察了2种煤基碳基固体酸催化邻苯二胺(OPDA)与芳香醛缩合制备1,2取代苯并咪唑类衍生物的合成工艺参数。结果表明CCB-SA的催化活性优于CHS-SA。优化出的反应条件是:邻苯二胺与芳香醛的投料当量比为1mmol∶2mmol,乙醇与水2∶1体积比的混合溶剂5mL,CCB-SA用量为反应底物总重量的31%,在回流条件下反应35-70 min时,目标产物的收率可达78%-86%。该类催化剂在水介质中对反应具有较好的催化活性、且可以重复利用3次。

太西煤及其煤基活性炭制备纳米碳化硅的比较

以太西煤及其煤基活性炭为碳源,硅酸钠为硅源,Fe(NO_3)_3·9H_2O为催化剂,利用溶胶-凝胶法经碳热还原制备碳化硅粉体,探究不同n(Fe)∶n(Si)对制备的碳化硅的结构和形貌的影响.分别采用XRD,SEM和BET等分析技术对所制备的样品进行表征.结果表明,以太西煤为碳源,制得的碳化硅存在不同程度的堆积缺陷,且随着n(Fe)∶n(Si)的提高,堆积缺陷逐渐减弱,碳化硅的形貌由部分晶须逐渐变为尺寸均匀的纳米颗粒.以煤基活性炭为碳源制备的碳化硅堆积缺陷较弱,碳化硅的结晶度高,而且随着n(Fe)∶n(Si)的提高,碳化硅粒径逐渐增大,但基本保持在50nm^100nm范围.

太西无烟超低灰纯煤开发石墨化产品的研究

介绍了太西无烟超低灰纯煤和石墨化无烟煤的性质,阐述了运用太西无烟超低灰纯煤开发石墨化产品的工艺和设备,展望了石墨化产品的发展前景。

细粒太西煤选择性絮凝分选技术

论述了选择性絮凝在太西煤分选中的应用研究,分别对分散剂用量、絮凝剂用量、矿浆浓度等各因素进行了单因素试验研究和正交试验研究,分析各因素对选择性絮凝的最优条件。结果表明,该法既可对极细粒煤泥进行分选,又可制备洁净燃料,对小于0.045 mm占68%的太西煤,可得灰分1.29%的精煤,产率在41.26%。

太西煤制备高强度活性焦试验研究

为制备高强度脱硫用活性焦，以太西无烟煤为主要原料，研究了原料煤配方、活化时间和水蒸汽流速等对制备活性焦产品性能的影响。结果表明：以无烟煤精煤为原料．活化温度为850℃，活化时间为15min，水蒸汽流速为6．2mL／min时，活性焦产品碘值最大为356mg／g，强度最低为99．18％．符合理想活性焦产品碘值300～400mg／g，强度大于99％的要求。太西无烟煤原煤与其他某煤种质量比为75：25，活化温度为850℃，活化时间为15min，水蒸汽流速为4mL／min时，制备活性焦产品碘值为320mg／g，强度为99．2％，活性焦的吸附性能和耐磨性能均最好。

煤基活性炭催化预氧化的工艺研究

研究了不同原料的选取,升温速度的控制以及太西煤的催化氧化改性等因素对于炭化物结构的影响。活化后得到的活性炭的碘值、四氯化碳值均增大,吸附性增强。

太西煤的煤岩特性研究

对太西选煤厂入洗原煤及附近主要无烟煤矿井原煤进行了煤岩学分析 ,并讨论了其煤岩组成对可选性的影响。文中提供了较详尽的太西煤煤岩学资料 。

太西煤的石墨化改性及其锂离子电池负极性能

采用石墨化炉对太西煤进行石墨化处理。以沥青为前躯体采用液相包覆的方法实现表面包覆并经高温(1 000℃)炭化处理,制备具有核壳结构的炭石墨复合材料。经过电化学表征,首次可逆比容量为330.4 mAh/g,首次库伦效率为90%,50个循环后容量仍保持在90%。通过对石墨化处理后太西煤的微观结构和包覆炭层的表征分析,认为石墨化太西煤具有类似微晶石墨的微观结构,有利于锂离子的嵌入脱出,包覆炭层减少了比表面积,减少了表面不可逆反应以及固体电解质中间相膜(SEI膜)的生成,同时在循环过程中起到缓冲作用,保证了石墨化太西煤结构的稳定。

以太西煤为碳源合成碳量子点用于铁离子检测的研究

以太西煤为碳源,采用硝酸氧化法辅助水热合成了具有绿色荧光的碳量子点(CDs)。该量子点具有良好的稳定性和水分散性,平均尺寸为3.64 nm。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱仪等对碳量子点的结构和光学性能进行表征。基于荧光猝灭原理,在最优检测条件下,Fe3+在0.6×10-6~2.5×10-6mol/L及3.0×10-6~21.0×10-6mol/L浓度范围内与CDs的荧光猝灭效率呈良好的线性关系,Fe3+的检出限为6.7×10-7mol/L。

磺化太西煤吸附剂的制备及吸附性能研究

以浓硫酸为磺化剂对无烟太西煤进行改性,通过水热反应得到磺化太西煤吸附剂。由FTIR、SEM、XRD测试结果确认该磺化太西煤具有丰富的官能团和多孔结构。采用静态吸附法测定该磺化煤作为吸附剂对Zn^(2+)、Fe^(3+)及苯酚的吸附率,研究了吸附时间、温度、pH值、模拟废水初始浓度对吸附率的影响,并探讨了吸附机理。结果表明,在酸性条件下,磺化太西煤不仅具有传统吸附剂的孔道吸附与离子交换作用,而且其官能团特有的金属络合作用、氢键作用促使该吸附剂对废水中Zn^(2+)、Fe^(3+)和苯酚的吸附率均达到95%以上。

太西煤基新型功能炭材料的制备及其电化学性能

以宁夏太西煤高温直流电煅炉制备的煤基石墨为原料,利用Hummers氧化法制备了氧化石墨,然后分别采用水热法和高温膨胀法制备了煤基三维石墨烯气凝胶(3D-GA)和煤基膨胀石墨(EG)两种新型功能炭材料,并通过FTIR,XRD和SEM对其进行了表征,利用电化学工作站对其电化学性能进行了测试和比较。结果表明:在电流密度500 mA/g下,3D-GA和EG的比电容分别为206 F/g和214 F/g,相比煤基石墨烯粉体(G)的比电容113 F/g,分别提高了82.3%和89.4%;充放电循环1000圈后,3D-GA和EG的比电容保持率分别为95.1%和101%,3D-GA和EG均表现出良好的循环稳定性。

煤氧化对太西无烟煤/聚苯胺复合材料结构与性能的影响

通过原位聚合法制备了太西无烟煤/聚苯胺(TXC/PANI)导电复合材料,对太西无烟煤(TXC)分别进行NaClO和H2O2/NaClO联合氧化处理,研究了氧化处理对TXC及TXC/PANI复合材料结构和性能的影响。结果表明,氧化作用改变了TXC的孔结构和分布,起到疏通孔道的作用,提高了TXC与PANI之间的相互作用。NaClO氧化使TXC/PANI复合材料的电导率提高到10-1S/cm,热稳定性则有所降低。该研究结果对无烟煤功能材料化利用提供了一条有效途径。

汝箕沟矿区端帮采煤机回收煤炭资源可行性分析

目前汝箕沟无烟煤分公司井工转露天复采全面展开。为了减少汝箕沟矿区太西无烟煤资源的浪费,提高珍贵煤炭资源回收率。探讨了汝箕沟矿区七层煤采用端帮采煤机回收煤炭资源的技术可行性和经济可行性,探索了端帮采煤机开采七层煤的新工艺、新方案,可以减少煤炭资源的浪费,具有重大的经济效益和社会效益。

煤基石墨烯制备及电化学性能研究

以碳化硅冶炼炉同步生产石墨化太西煤为原料,采用改良的Hummers氧化还原法制备了煤基石墨烯,通过FT-IR和XRD对其进行了表征,并利用循环伏安、恒电流充放电等电化学测试方法对其电化学性能进行了测试。结果表明:煤基石墨烯具有良好的电化学性能,在电流密度0.5A·g^(-1)下,充放电1000次后煤基石墨烯电极材料的比电容量为105.5F·g^(-1)。

对西部资源型城市煤基产业可持续发展的分析——宁夏石嘴山煤炭产业调研的启示

本文基于对宁夏石嘴山市12家煤炭企业现场调研和12次座谈会成果,对该市煤炭产业发展优势、所取得的经验、面临的问题及存在的不足进行了分析总结;同时回顾我国西部10余座煤炭城市产业发展现状,提出了西部煤炭资源型城市面临"资源困局"的原因以及突破这一困局的出路。本文认为,西部资源型城市需重新审视自身的资源优势和在新常态下的新地位,以新的发展理念和思路,走出一条转变现行资源开发利用方式,实现产业转型升级、多元化和可持续发展的道路,同时国家政策需正确界定"资源枯竭"和"资源枯竭型城市",使政策更加贴近这些城市的实际和科学合理的开发规律,结合西部特点与需求,滚动规划西部大开发的整体设计,为西部发展提供更多、更好和更有利的"公共品"。