煤炭热与微波等离子体热解的塔斯的结构特征和可图化性
Akshay Gharpure1, Vignesh Viswanathan2, Aayush Mantri2
1John and Willie Leone Family Department of Energy and Mineral Engineering and the EMS Energy Institute, Penn State University, University Park, Pennsylvania 16802, United States.
ACS omega
|January 29, 2024
概括
微波等离子热解产生比热热解更高的芳香度和更低的氧含量的煤焦油. 这导致了显著改善的石墨质量,表明了量身定制材料性能的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 热解技术 热解技术
背景情况:
- 煤炭衍生焦油是石墨材料的潜在前体.
- 优化焦油性能对于增强图形化能力至关重要.
- 传统的热热解热方法在控制焦油结构方面存在局限性.
研究的目的:
- 为了比较热与微波 (MW) 等离子体热解产生的焦油的结构特征和可涂性.
- 调查MW等离子环境和煤炭等级对焦油性能和石墨质量的影响.
- 为了证明定制煤炭衍生焦油以改善石墨化的潜力.
主要方法:
- 福里埃变换红外光谱法 (FTIR) 用于结构分析.
- 在2500°C的温度下进行石墨化.
- 用X射线衍射 (XRD) 和传输电子显微镜 (TEM) 进行石墨质量评估.
主要成果:
- 来自MW等离子体的焦油表现出较高的芳香度,较低的凝结度和较少的氧化分子,而不是来自热的焦油.
- 与热性焦油相比,MW等离子焦油在石墨化后形成显著更大的晶体.
- 的等离子环境 (H2与CO2) 和煤等级 (PRB与MK) 大大影响了石墨焦油的结晶体尺寸和堆叠高度.
结论:
- 兆瓦等离子热解提供了一条生产具有增强图形化性能的煤焦油的途径.
- 调整MW等离子反应环境并选择合适的煤层,可以控制最终的石墨质量.
- 这项研究强调了一种有前途的方法,用于从煤炭中生产先进的石墨材料.
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