煤沥青基碳点复合纳米纤维的制备及其储锂性能

以自制煤沥青基碳点为前驱体,聚丙烯腈为纺丝载体,采用静电纺丝法制备煤沥青基碳点复合纳米纤维(CNF@CDs)。通过SEM、XRD、Raman等对材料的结构和组成进行表征,采用恒流充放电测试手段对材料的电化学性能进行评估。结果表明:煤沥青基碳点添加量是影响CNF@CDs形貌、层间距及缺陷程度等微观结构的重要因素。采用CNF@CDs作为锂离子电池负极材料,当电流密度为100 mA/g时,CNF@CDs-2的首次放电比容量为827 mA·h/g;当电流密度为1000 mA/g时,其平均可逆比容量为104 mA·h/g,表现出优异的电化学性能。

基于气化智能平台的多源含碳固废协同气化探索和实践

“双碳”背景下,多源固废与煤协同气化既是固废减量化的有效手段,也是提高煤气化炉功能性的措施。从建立气化智能平台入手,探索将石油焦、油泥、农林废弃物等含碳固废通过与煤共气化,从而实现废物利用的途径。通过建立煤、石油焦等多源气化原料性质数据库,对原料性质进行研判和数据集中管理,结合配煤专家系统为不同类型的气化炉提供二元或三元气化原料的优化配伍方案。解决了协同气化配伍方案因缺乏理论依据难确定、废物成分复杂易影响合成气产量及气化炉安全平稳运行等问题。对多源固废协同气化的可行性进行了探索,并将研究结果应用于企业实践。

煤焦油中甲苯不溶物的性质和组成分析

利用元素分析、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱等手段对煤焦油中甲苯不溶物(TIM)的组成、结构进行了分析表征。结果表明,97%的甲苯不溶物颗粒粒径在21.06μm以下,其形状不规则,稳定分布在煤焦油中。该物主要由有机物组成,O含量较高,金属元素中Ca、Na、Mg、Fe含量较高。其有机成分主要是稠环芳烃类物质,无机成分大部分是煤粉、煤灰、碳质和矿物质颗粒等。甲苯不溶物固体表面C、O元素总摩尔分数为91.56%,C主要以碳氢化合物和酚类、醚类化合物的形式存在,O主要以酚羟基和醚氧键的形式存在。

低温交联法制备炭材料用改性沥青

以二乙烯基苯 (DVB)为交联剂 ,在对甲苯磺酸 (PTS)的作用下对中温煤沥青进行改性 ,制备出性能优良的炭材料用改性沥青 ,并对改性沥青的性能进行表征。结果表明 ,未固化沥青的软化点为 112℃ ,残炭率达6 8.0 % ,而固化后沥青的残炭率高达 74.2 % ;改性后的沥青中出现很多中间相小球体 ;与未改性的煤沥青相比 ,该沥青炭化产物的孔隙尺寸明显变小。

针状焦用煤沥青的调制研究

介绍了煤系针状焦用原料的要求及调制方法,讨论了2种工业上原料精制的工艺,并重点阐述了国内外对原料的组分、反应性、软化点、流变性、残炭值和结晶度等方面的改性研究进展。在此基础上对煤沥青调制研究在国内的发展前景进行了展望。

炭材料用煤沥青流变性能的研究现状

粘度是沥青流变性能的主要标志。综述了炭材料用煤沥青流变性能的研究现状。重点讨论了沥青的表观粘度与温度、剪切速率、分子组成、分子量分布、添加剂等之间的关系。指出了沥青的流变性能受多种因素影响,及其对炭材料的工艺及性能起着非常重要的作用。

煤沥青改性中间相炭微球制备高密高强石墨的研究

为解决低粘结组分中间相炭微球(MCMB)自烧结性较差的问题,采用热分析和扫描电镜等表征方法,研究了煤沥青种类对改性MCMB粉体烧结性能及其所制备的石墨材料性能的影响.结果表明,采用溶液混合法可在MCMB粉体(D50=23μm)表面均匀包覆一层煤沥青,并显著提高了低粘结组分MCMB粉体的烧结性能.以改性MCMB粉体为原料经等静压成型、焙烧和石墨化处理所制备的石墨材料均匀致密,抗折强度明显高于以未经改性处理的MCMB粉体为原料制备的石墨材料(22MPa),并按改性用高温沥青、改质沥青和中温沥青的顺序依次升高,分别为27.7 MPa、42.7 MPa和56.9 MPa.

煤沥青基高比表面积活性炭的研究──原料预处理与热吹制工艺对活性炭吸附性能的影响

研究了用于制备高比表面积活性炭的改质煤沥青的调制方法。制得了比表面积约为２３６９．３ｍ２／ｇ的高比表面积活性炭。并考察了原料预处理及热吹制工艺对所得活性炭吸附性能的影响。

煤矸石烧结砖生产技术的现状

主要介绍了煤矸石烧结空心砖的原料性能、生产工艺、着重介绍了几种不同的破碎设备和陈化形式,以及干燥烧成的关键。对实际生产具有一定的指导意义。

高水胶凝剂混合粉煤灰灌注技术在煤矿安全生产中的应用

阐述了高水胶凝剂混合粉煤灰灌注技术的优点,介绍了灌注充填工艺使用设备情况、灌注适用地点、原料配比、灌注工艺要求、操作流程及注意事项。以大同煤矿集团公司同安煤矿利用高水胶凝剂混合粉煤灰灌注技术成功封堵小窑火区,及高水胶凝剂混合粉煤灰灌注技术在永定庄煤矿985大巷维护中的应用为例,说明粉煤灰胶凝剂具有良好的防水性能及防火效果。

原料组成对针状焦结构的影响

在330–390°C、8 MPa、加氢时间为1.5 h和剂油比为1∶40的条件下对中低温煤焦油原料进行加氢处理,得到精制原料后再通过热聚合煅烧等过程制得针状焦。通过元素分析、红外光谱(FT-IR)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)等检测方法分析了精制原料组成,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和偏光显微镜等方法测试了不同原料所制备出的针状焦结构,研究了加氢温度和精制原料组成对针状焦结构的影响。结果表明,提高缓和加氢精制温度有利于脱除杂原子(尤其是S),但当加氢温度为390°C时,原料中的芳烃会因为裂解和缩聚而发生两极分化。此外,精制原料中3环和4环芳烃的含量越高,所制备出针状焦石墨化程度越高。

降低煤焦油中灰分和喹啉不溶物的研究

为提升煤焦油的利用价值,降低其灰分和喹啉不溶物(QI)含量,系统比较了静置法、离心法和溶剂处理法对煤焦油中灰分和QI脱除的效果。通过实验得出了不同方法的最佳操作条件:静置法最佳条件为静置温度90℃,静置时间30min,蒸馏温度210℃;加热离心法最佳条件为离心转速4 000r/min,离心时间12min,盐酸浓度0.05mol/L;溶剂法煤焦油与混合溶剂最佳比例1:0.3。

煤沥青基微晶炭的制备及其储锂性能

以工业副产物煤沥青(coal tar pitch,CTP)为原料,采用高温炭化法制备煤沥青基微晶炭,利用XRD、Raman光谱、SEM、TEM和XPS等手段对其微观结构和表面化学性质进行表征,并探究微晶炭用作锂离子电池负极材料的储锂特性。结果表明,煤沥青经不同温度(800~1100℃)炭化处理后可制备出石墨微晶和无定形炭共存的微晶炭。炭化温度是影响煤沥青基微晶炭的微晶片层、纳米孔道和结构缺陷等微观结构特征和表面化学性质的重要因素。当炭化温度为800℃时,煤沥青基微晶炭CTP-800具有较为有序的石墨微晶片层和丰富的纳米孔道、结构缺陷等无定形炭,且两者有机结合,相互镶嵌,构筑成三维网络结构,同时炭基体表面含有适量氧/氮官能团。该微晶炭用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性,在50mA/g电流密度下可逆容量可达305mA·h/g,1000mA/g大电流密度下仍可维持在174mA·h/g,经100次循环后可逆容量保持率超过99.0%,显示出良好的倍率性能和优异的循环稳定性,是一种较为理想的锂离子电池负极材料。煤沥青基微晶炭CTP-800优异的储锂特性与其炭基体中含有石墨微晶片层与纳米孔道、结构缺陷等无定形炭和炭表面富含氧/氮官能团等因素密切相关。

煤沥青原料性质和反应条件对中间相炭微球粒度分布和形貌的影响

工业应用需要粒度均匀、球形度良好的中间相炭微球(MCMB)。反应条件、原料性质对MCMB性能有很大影响。以煤软沥青为原料,采用热缩聚法制备MCMB,分别考察了反应过程温度、时间、压力等反应条件,以及原料软化点、原生喹啉不溶物(QI)等性质对MCMB粒度分布、形貌的影响情况。结果表明:在一定范围内,热聚温度的升高,或聚合时间的延长,都会使炭微球粒径逐渐增大,粒度分布变窄,粒度变得均匀;过低的反应压力使轻组分逸出,体系粘度升高,得不到规则的小球;原料软化点低、体系粘度小,有利于小球的自由运动、融并、生长成粒度均匀的MCMB;原料中QI是MCMB形成和发展的核心,原生QI粒度差别太大,会导致MCMB大小不均匀,甚至两极分化;除去原料中粒径过大的QI,有利于得到粒度均匀的MCMB。

原燃料冶金性能对邯钢高炉喷煤的影响

在邯钢高炉喷吹煤粉的条件下,测定了原燃料的冶金性能,分析了这些因素对喷煤量产生的影响。结果表明,在邯钢目前的生产条件下,入炉铁矿石的冶金性能较好,对提高喷煤量的影响不大,而焦炭热态性能的改善是提高喷煤量的关键因素。

煤基柴油与中低温煤焦油沥青共炭化对制备针状焦的影响

共炭化法用于针状焦的制备,可调整原料组成和改善炭化过程,可得到品质较好的针状焦。本文以精制的中低温煤焦油沥青为原料,同质柴油馏分(CD)为共炭化剂,利用族组成、红外光谱和核磁共振氢谱分析手段,对不同比例下共炭化的混合原料物化性质进行分析。结合扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜和X射线衍射仪(XRD)分析手段,考察混合原料组成对制备针状焦的影响。结果表明,煤油的加入可有效调整原料组成,且混合原料制备的针状焦结构得到改善。当煤油的添加质量分数为30%时,脂肪族短侧链的芳烃化合物较多,正庚烷可溶物增加到40.65%,成焦组分正庚烷不溶-甲苯可溶物适中。针状焦中细纤维较多,且有序性和方向性较佳,微晶间距d;为0.34295 nm,片层堆积高度L;为8.67476 nm,片层直径L;为26.49540 nm。