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软硬炭复合材料的制备及其储钠性能研究
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作者 徐家豪 张兆华 +6 位作者 刘宇昊 赵玮 李秀春 贾建波 黄光许 邢宝林 张传祥 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期95-104,共10页
钠离子电池(SIBs)作为储能器件备受人们关注,负极材料作为钠离子电池的重要组成部分是研究的热点之一。以煤化工副产物低灰煤焦油沥青为原料,通过直接与酚醛树脂混合,加以高温炭化,成功制备出煤沥青基软硬炭复合材料,考察了不同沥青/酚... 钠离子电池(SIBs)作为储能器件备受人们关注,负极材料作为钠离子电池的重要组成部分是研究的热点之一。以煤化工副产物低灰煤焦油沥青为原料,通过直接与酚醛树脂混合,加以高温炭化,成功制备出煤沥青基软硬炭复合材料,考察了不同沥青/酚醛树脂质量比对所制材料结构的影响并应用于钠离子电池。通过SEM、TEM、XRD、Raman、XPS、FTIR等测试表明,酚醛树脂可以有效地抑制沥青在高温过程的过度石墨化,沥青也可以修复酚醛树脂在炭化过程中所产生的不可逆缺陷,同时沥青与酚醛树脂二者可在炭化过程中发生交联反应,有利于复合材料中伪石墨结构的形成,从而引入更多吸附和插层位点。随着沥青与酚醛树脂质量比的逐渐增加,复合材料的伪石墨结构含量呈现先上升后下降的趋势,其中质量比为1∶4所制复合材料(LF−1∶4)的伪石墨结构含量最高,为32.88%,优于纯沥青直接炭化所制材料(LQ)的21.28%和纯酚醛树脂直接炭化所制材料(FQ)的27.08%。恒流充放电、循环伏安法等电化学测试表明,沥青与酚醛树脂制备的复合材料具有较好的储钠性能,其中LF−1∶4的首圈库伦效率和可逆容量分别为80.87%和249.10 mAh/g,对比LQ的48.39%与90.39 mAh/g和FQ的73.46%与230.48 mAh/g具有明显的优势。同时,利用LF−1∶4所制备出的全电池表现出251.37 mAh/g的可逆容量,经过计算得出该全电池的能量密度为214 Wh/Kg。 展开更多
关键词 煤沥青 酚醛树脂 负极材料 钠离子电池 电化学性能
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煤基灰/渣的大宗固废资源化利用现状及发展趋势 被引量：8
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作者 吴锦文 邓小伟 +2 位作者 焦飞硕 吕波 房朝军 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期238-252,共15页
近年来,煤炭工业快速发展,为国民经济运行提供了重要能源保障和原料支撑,与此同时,燃煤电厂、工业和民用锅炉等设备在煤燃烧和气化工艺过程中,产生大量的煤基灰/渣(粉煤灰、燃煤炉渣、气化渣)等工业固体废弃物,对生态环境造成了较大影... 近年来,煤炭工业快速发展,为国民经济运行提供了重要能源保障和原料支撑,与此同时,燃煤电厂、工业和民用锅炉等设备在煤燃烧和气化工艺过程中,产生大量的煤基灰/渣(粉煤灰、燃煤炉渣、气化渣)等工业固体废弃物,对生态环境造成了较大影响。以粉煤灰和气化渣为代表的煤基灰/渣为例,我国每年排放约8亿t粉煤灰和3500万t气化渣,但是受限于国家能源结构、产业政策等因素的影响,以及煤基灰/渣的资源分布、产地性质的制约,目前,煤基灰/渣的高效资源化利用率还有待提升,其中,粉煤灰的综合利用率为70%、气化渣的综合利用率仅为30%,未来我国大宗固废仍存在产量大、资源利用不充分、综合利用产品附加值低等困境。因此,进一步提升大宗固废综合利用水平,全面提高资源利用效率,积极落实国家“碳达峰”和“碳中和”相关政策,完成煤炭工业“十四五”发展规划中相关工作,是当前煤炭开发利用需面对的重要问题。基于此,针对煤基灰/渣的性质,开展了大量的探索,如分级、分选、提质等技术研究,开发了具有针对性的工艺技术及装备,部分实现了煤基灰/渣的大宗固废资源化利用和高附加值利用。鉴于煤基灰/渣具有比表面积大、孔隙结构发达、含碳量偏高、铝硅含量丰富等特性,目前已经作为原料广泛应用于建工建材、环保、生态、化工等领域。文章分别从大宗固废资源化利用和深加工高附加值利用两个方面对煤基灰/渣进行了阐述。①建工建材等应用领域仍是提升煤基灰/渣大宗固废资源化利用的重要方向,但由于煤基灰/渣资源化利用存在脱碳与炭−灰分离技术装备有待完善、脱水与干燥困难、重金属可能存在沉淀等问题,后续有待深入研究;②提取有用组分并用于功能性碳材料制备、环境污染治理等领域可实现煤基灰/渣深加工高附加值利用,但需对生产工艺环节中产生的酸碱性或重金属废液进行有效处理,从而减少对环境的污染。针对煤基灰/渣在大宗固废资源化利用中所存在的问题,探讨了其未来发展趋势,以期为煤基灰/渣的大宗固废资源化利用以及煤化工行业高端化、低碳化、绿色化发展提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 煤基灰/渣 粉煤灰 燃煤炉渣 煤气化渣 大宗固废资源化
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上榆泉煤矿洗选设备工艺性能检测及存在问题改进
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作者 周建国 宋万军 +7 位作者 白龙 张国强 李振宇 王磊 张鑫 张耀杰 张传祥 李小龙 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期515-520,共6页
随着矿井煤炭资源的不断开采利用,煤炭品质逐渐降低,原有的工艺生产性能降低。为探究最佳生产方案,选用矿井中原煤进行筛分浮沉实验,并对主要洗选设备重介质旋流器、弛张筛、TDS智能干选机做单机工艺性能检测,得到重介质旋流器数量效率... 随着矿井煤炭资源的不断开采利用,煤炭品质逐渐降低,原有的工艺生产性能降低。为探究最佳生产方案,选用矿井中原煤进行筛分浮沉实验,并对主要洗选设备重介质旋流器、弛张筛、TDS智能干选机做单机工艺性能检测,得到重介质旋流器数量效率分别达到97.49%,弛张筛下层筛面总错配物含量M_(O)=8.2%,TDS分选机的矸石带煤率5.26%,煤中带矸率16.92%,排矸率为77.69%,总错配物含量为11.90%,针对检测结果分析洗选设备存在的问题并提出建议。原煤粒度分布均匀灰分中等,含矸量偏高,多有泥化现象,精煤灰分应控制在30%;重介质旋流器运行过程中应控制好重介质旋流器中介质悬浮液密度以及介质桶中介质悬浮液密度和液位;张弛筛下层筛面筛分效率尚可,但临近难筛粒度物含量较高,生产中仍要进一步加强管理,提高操作水平,其次应当控制细粒级含量与入料水分,尽可能减少细粒级物料与结团物料的产生;TDS分选机的煤中带矸率明显高于标准值,应提高对TDS分选机的日常维护,及时检查线阵及物料上的异物,严格控制入料水分,建立完善的粉尘过滤及处理系统,以提高TDS分选机的分选效率。 展开更多
关键词 洗选设备 工艺性能 筛分 浮沉 检测
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