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煤基泡沫炭制备及其电化学性能影响研究进展
1
作者 胡迪 李文博 +2 位作者 黄澎 刘敏 赵鹏 《煤质技术》 2024年第2期21-31,共11页
泡沫炭具有比表面积大、孔隙率高、结构可控等特点,使其在超级电容器电极材料领域具有广阔的应用前景,而以煤、煤液化残渣、煤液化沥青、煤焦油沥青等煤系物为原料制备得到的煤基泡沫炭具有较高的导电性且制备工艺简单、原料来源广泛及... 泡沫炭具有比表面积大、孔隙率高、结构可控等特点,使其在超级电容器电极材料领域具有广阔的应用前景,而以煤、煤液化残渣、煤液化沥青、煤焦油沥青等煤系物为原料制备得到的煤基泡沫炭具有较高的导电性且制备工艺简单、原料来源广泛及产品价格低廉,因而可将煤基泡沫炭作为电极材料应用于超级电容器。基于不同的前驱体材料制备方法也有所区别、制备而得的泡沫炭性能及其应用场景也有差异,需对煤基泡沫炭制备及其电化学性能影响研究进展进行汇总分析。简介煤基泡沫炭的结构,剖析煤基泡沫炭制备方法中的分离焦化法、混合前驱法、高压渗氮法、限制膨胀法、超临界发泡法、自发泡法、模板法,阐述炭电极材料的比表面积、孔径分布、表面化学基团、石墨化程度对电化学性能的影响机制,为合理调控各影响因素之间关系及得到最佳电化学性能提供一定的参考。研究表明:较高的有效比表面积有利于煤基泡沫炭的比电容和能量密度,但其超高比表面积主要由微孔贡献,孔径较小的微孔会导致电解质离子和溶剂化离子无法进入孔内且在微孔孔口堆积,影响双电层的有效形成;理想炭电极材料具有三维分层多孔结构,相互连通的微—介—大孔有助于离子扩散和电子转移,发达的孔隙结构有助于提高倍率性能、功率密度和循环寿命;导电性取决于石墨化程度,炭化温度越高则石墨化程度越高、导电性越强,但过高的炭化温度会造成孔泡完整度下降,破坏泡沫炭三维分层孔结构,且使材料表面杂原子、官能团析出,降低材料润湿性及法拉第赝电容,造成比电容大幅下降;杂原子掺杂有助于提高材料润湿性与总比电容、贡献赝电容、调控结构和提升材料循环稳定性及电容保持率,但同时对石墨化程度、比表面积等也会产生不利影响。炭电极材料的比表面积、孔径分布、表面化学基团、石墨化程度4个因素相互影响与制约,找到合理的平衡点可有效调控其比电容、导电性、循环稳定性、倍率性能、能量密度、功率密度等,但在实际研究中难以兼顾炭电极材料比表面积、孔径分布等4个因素,因此需采用其他方法以实现煤基泡沫炭电化学性能的优化,未来需通过模板复制、物理化学活化、杂原子掺杂、二元/三元复合等手段以实现泡沫炭结构的设计和电化学性能的调控。 展开更多
关键词 煤基泡沫炭 电化学性能 孔径分布 表面化学基团 杂原子掺杂 制备方法 石墨化程度 比表面积
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煤基活性炭黏结剂的研究进展与发展趋势
2
作者 陈文凯 《煤质技术》 2024年第6期44-56,共13页
煤炭清洁高效利用是实现“双碳”目标的重要途径,而煤基活性炭应用是煤炭清洁高效利用的重要组成部分。随着环保产业的快速发展,工业和日常生活中对煤基活性炭的需求日益增加。其中,煤基成型活性炭在生产过程中需添加黏结剂,其对活性炭... 煤炭清洁高效利用是实现“双碳”目标的重要途径,而煤基活性炭应用是煤炭清洁高效利用的重要组成部分。随着环保产业的快速发展,工业和日常生活中对煤基活性炭的需求日益增加。其中,煤基成型活性炭在生产过程中需添加黏结剂,其对活性炭的性能起着重要的作用。目前,工业上主要以煤焦油为黏结剂生产柱状成型活性炭,由于煤焦油存在环保、安全、成本等问题,目前对于开发新型黏结剂用于成型活性炭制备已进行大量研究。阐述煤基活性炭黏结剂的作用机理,综述近年来煤基活性炭黏结剂在有机黏结剂(如酚醛树脂、黏结性纤维素、聚乙烯醇及其衍生物、淀粉、腐殖酸及其钠盐等)、无机黏结剂(如硅酸盐、铝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化物、石灰、膨润土、皂土、水玻璃等)、复合黏结剂(如有机-无机、无机-无机、有机-有机)等方面的研究进展,归纳煤基活性炭黏结剂的主要特点,包括黏结能力、成型性能、热稳定性、化学稳定性、环境友好性、对吸附性能的影响、经济性、易于处理与回收、兼容性及可调节性等。最后对煤基成型活性炭黏结剂未来的发展趋势进行展望,未来需重点关注环保型黏结剂的开发、多功能黏结剂的研究、资源的综合利用、黏结剂性能的优化、标准化和规模化生产、环保法规和市场需求的驱动与跨学科合作等方向。煤基活性炭黏结剂将朝着环保、高效、多功能和资源综合利用的方向发展,同时也需要政策支持、市场需求和科技进步的共同推动。煤基活性炭黏结剂作为1种新材料,将会对促进活性炭产业的发展、提高环保与能源效率、推动技术创新与产业升级、促进区域经济发展、推动相关法规与标准的建立等方面发挥重要的作用。 展开更多
关键词 活性炭 煤焦油 黏结机理 有机黏结剂 无机黏结剂 复合黏结剂 吸附性能
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多膛炉活化颗粒活性炭的实验研究 被引量：5
3
作者 傅翔 王鹏 +2 位作者 梁大明 王薇薇 付稼兴 《洁净煤技术》 CAS 2012年第5期45-48,共4页
为制备饮用水深度净化专用活性炭,以太西无烟煤为原料,经炭化后在内径为0.4572 m的单层活化炉进行活化。研究了活化温度、蒸汽用量、反应时间对活性炭性能的影响。研究发现:反应温度对活性炭的活化影响最明显,活化温度为960℃时制得的... 为制备饮用水深度净化专用活性炭,以太西无烟煤为原料,经炭化后在内径为0.4572 m的单层活化炉进行活化。研究了活化温度、蒸汽用量、反应时间对活性炭性能的影响。研究发现:反应温度对活性炭的活化影响最明显,活化温度为960℃时制得的活性炭碘值较高。较适宜的反应时间为4 h左右。在相同的反应温度和反应时间下,较大的蒸汽用量制得的活性炭碘值较好。最终制得活性炭碘值≥900 mg/g,CCl4吸附率≥65%,强度≥90%。 展开更多
关键词 颗粒活性炭 多膛炉 活化 蒸汽用量 反应时间 反应温度
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炭材料的配煤制备及低温脱硝性能 被引量：4
4
作者 解炜 曲思建 +3 位作者 王鹏 梁大明 李小亮 吴倩 《洁净煤技术》 CAS 2018年第2期102-107,共6页
为了研究配煤对脱硝用炭材料孔结构及表面化学性质的影响,利用烟煤和无烟煤配煤制备炭材料,通过密度函数理论解析N_2在77 K条件下对炭材料样品的吸附/解吸等温线,得出其孔容参数和BET比表面积,并通过酸碱滴定及XPS表征炭材料的表面化学... 为了研究配煤对脱硝用炭材料孔结构及表面化学性质的影响,利用烟煤和无烟煤配煤制备炭材料,通过密度函数理论解析N_2在77 K条件下对炭材料样品的吸附/解吸等温线,得出其孔容参数和BET比表面积,并通过酸碱滴定及XPS表征炭材料的表面化学性质。利用固定床反应装置在150℃、NO体积分数为1 000×10^(-6)条件下模拟烟气脱硝过程。结果表明:通过配煤制备的炭材料孔结构的发育兼具了2种煤的特点,而其表面化学性质比单种煤制备的炭材料更为丰富。炭材料表面酸性位含量与其脱硝性能具有较好的相关性,相关系数R^2=0.969;烟气中O_2的存在可以促进NO转化率的提高。而H_2O的极性高于NH_3,在亲水性酸性含氧官能团的吸附中占据优势,因此随着烟气中含水量的增加可显著降低炭材料的脱硝效率。 展开更多
关键词 配煤 炭材料 脱硝 低温 官能团
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中国煤基活性炭生产设备现状及发展趋势 被引量：22
5
作者 熊银伍 《洁净煤技术》 CAS 2014年第3期39-42,48,共5页
阐述了原煤直接破碎活性炭、柱状成型活性炭与压块破碎活性炭3种煤基活性炭的生产工艺,说明压块破碎活性炭是未来发展的主流产品。重点介绍了活性炭生产过程中主要生产设备的应用现状,包括捏合设备、柱状成型设备、压块成型设备、炭化... 阐述了原煤直接破碎活性炭、柱状成型活性炭与压块破碎活性炭3种煤基活性炭的生产工艺,说明压块破碎活性炭是未来发展的主流产品。重点介绍了活性炭生产过程中主要生产设备的应用现状,包括捏合设备、柱状成型设备、压块成型设备、炭化设备以及活化设备等,并从易用性、处理能力、环保、造价、自动化水平、设备成熟度等方面对比分析了不同生产设备的特点。最后对中国活性炭生产设备发展趋势进行了展望,提出活性炭设备正朝着设备大型化、节能减排化、专业设备制造标准化以及生产设备自动化等方向发展。 展开更多
关键词 煤基活性炭 生产设备 成型 炭化 活化
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我国煤基活性炭的应用现状及发展趋势 被引量：41
6
作者 解炜 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第10期16-23,共8页
针对煤基活性炭在国内应用最广泛的水处理、烟气净化和挥发性有机物治理3个领域,结合活性炭吸附-反应装置、再生工艺及装备等对煤基活性炭的应用现状进行了综述;同时展望了国内煤基活性炭在以上各领域的发展趋势,净水活性炭再生产业将... 针对煤基活性炭在国内应用最广泛的水处理、烟气净化和挥发性有机物治理3个领域,结合活性炭吸附-反应装置、再生工艺及装备等对煤基活性炭的应用现状进行了综述;同时展望了国内煤基活性炭在以上各领域的发展趋势,净水活性炭再生产业将会扩大;治理焦炉及燃煤锅炉烟气的活性炭净化工艺亟待开发;应针对VOCs典型污染物研制专用活性炭及设计配套装置。 展开更多
关键词 煤基活性炭 水处理 烟气净化 挥发性有机物
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我国煤基活性炭应用研究现状与发展趋势 被引量：4
7
作者 陈文凯 胡子晗 +3 位作者 白效言 熊银伍 李小亮 郭昊乾 《煤质技术》 2023年第3期1-10,共10页
煤基活性炭应用是煤炭清洁高效利用的重要组成部分,基于煤基活性炭具有孔隙结构发达、物理化学性质稳定、吸附性能优良、催化性能佳、易再生等特点而被广泛应用于众多领域,因此研究和归纳我国煤基活性炭的应用研究现状与发展趋势具有重... 煤基活性炭应用是煤炭清洁高效利用的重要组成部分,基于煤基活性炭具有孔隙结构发达、物理化学性质稳定、吸附性能优良、催化性能佳、易再生等特点而被广泛应用于众多领域,因此研究和归纳我国煤基活性炭的应用研究现状与发展趋势具有重要意义。对近年我国煤基活性炭的应用研究进行归纳分析,阐述煤基活性炭在我国主要应用领域的研究特点,具体探讨其在液相吸附(如水处理、食品加工、贵金属回收、医药领域等)、气相吸附(如烟气净化、挥发性有机物处理等)、催化领域(如催化剂、催化剂载体等)以及超级电容器、电极材料、土壤改良、气体分离、香烟滤器等其他方面的应用研究现状,并展望我国煤基活性炭的研究发展趋势。煤基活性炭可广泛用于市政自来水净化、生活污水与工业污水处理、医药废水处理等水处理领域,同时广泛应用于食品的脱色、除味、纯化等食品加工领域,也已将其大量应用于使用活性炭提取黄金等贵金属及与药物合成中间产物提纯和脱色精制等领域。煤基活性炭在气相吸附领域应用主要体现在烟气净化、挥发性有机物处理等,其技术应用具有较高的竞争力与较大的发展空间。煤基活性炭在催化领域应用现状主要体现在煤基活性炭自身对氧化、还原、卤化、脱氢、裂解、异构化等多种反应具有催化作用,也可作为催化剂的载体,另外还可与其负载的其他物质结合形成络合物催化剂从而达到协同催化的效果。未来需重点关注按应用需求分类生产不同类型的煤基活性炭、优质原料煤的可替代性研究、柱状活性炭新型黏结剂开发、活性炭改性新型技术研究与活性炭产业标准体系建立研究等方向。煤基活性炭作为新材料与碳素材料的重要分支,将会在我国经济的可持续发展中发挥着越来越重要的作用。 展开更多
关键词 煤基活性炭 液相吸附 气相吸附 催化领域 发展趋势 黏结剂 活性炭改性技术
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现代煤化工气化能耗评价及节能潜力研究 被引量：1
8
作者 付楚芮 《中国煤炭》 北大核心 2024年第8期181-188,共8页
随着全球对可持续发展和碳减排关注的日益增加,煤化工产业正积极寻求技术创新和发展路径的转变,以实现节能减排的目标。煤气化作为煤化工产业链中的关键环节,其气化效率直接影响煤化工产业的能源消耗和环境影响。以煤气化过程中的物料... 随着全球对可持续发展和碳减排关注的日益增加,煤化工产业正积极寻求技术创新和发展路径的转变,以实现节能减排的目标。煤气化作为煤化工产业链中的关键环节,其气化效率直接影响煤化工产业的能源消耗和环境影响。以煤气化过程中的物料平衡为基础,通过研究碳、氢、氧元素平衡,热量平衡以及反应平衡常数,阐述了各元素在原料、中间产物、最终产物以及副产物之间的转移和分布,并且模拟计算了煤气化产物中一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO_(2))、氢气(H_(2))等产率;以此作为能耗评价基础,对气化主要能效指标,包括有效气成分、冷煤气效率、气化效率等进行了评价,分析了煤气化过程中的节能节煤潜力。以水煤浆气化为案例,分析了水煤浆气化过程中物料和能量的流动,并研究了水煤浆气化效率提升的可能性。通过煤制天然气、煤直接液化、煤间接液化和煤制烯烃工艺节能技术路径研究发现,不同煤化工工艺路径只要进行节能降耗优化,均具有节能潜力,同时在煤化工生产企业如果有效进行污染物处理与再利用也能够进一步降低煤耗和能耗、提高资源利用效率。 展开更多
关键词 煤气化 煤化工产业 工艺路径 物料平衡 热平衡 能耗 节煤
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活性炭吸附工艺治理VOCs的技术应用进展 被引量：1
9
作者 胡子晗 李小亮 +2 位作者 陈文凯 熊银伍 白效言 《煤质技术》 2024年第5期37-49,共13页
挥发性有机物(VOCs)严重危害人体健康及大气环境,而吸附工艺具有VOCs去除效率高、成本低等种优势并在VOCs的治理中发挥着重要作用,其核心在于VOCs吸附功能材料研制,因而基于活性炭具有原料来源广泛、孔隙结构发达、可回收利用等优点则... 挥发性有机物(VOCs)严重危害人体健康及大气环境,而吸附工艺具有VOCs去除效率高、成本低等种优势并在VOCs的治理中发挥着重要作用,其核心在于VOCs吸附功能材料研制,因而基于活性炭具有原料来源广泛、孔隙结构发达、可回收利用等优点则常作为吸附剂被应用于VOCs治理。综述活性炭吸附工艺在VOCs治理领域的研究及技术应用进展,阐述活性炭吸附VOCs的关键影响因素及改性方法,并总结当前活性炭吸附VOCs的工艺技术、再生方法及应用现状,旨在为活性炭的选择及工艺控制提供理论指导。在活性炭选择上,应根据VOCs性质及外部工况选择具有合适结构的活性炭,同时须开发具有疏水性质的活性炭。在实际应用中,开展多种吸附工艺耦合为未来VOCs吸附工艺发展的重要方向;但由于VOCs成分的复杂性,可根据实际合理选择1种或多种VOCs治理工艺与吸附工艺联用以保证治理效果。对于吸附VOCs至饱和的活性炭,应从经济性及再生效果等方面进行考量从而对活性炭进行合理再生、补充或更换。 展开更多
关键词 活性炭 吸附工艺 挥发性有机物 影响因素 改性方法 工艺技术 再生工艺 结构特性
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煤炭行业甲烷排放的影响因素与利用途径
10
作者 付楚芮 《煤质技术》 2024年第4期40-47,共8页
甲烷排放对全球气候变化的影响显著,中国伴生的煤层气储量和开采量居世界前列,因而系统梳理我国煤炭行业甲烷排放现状及其影响因素与利用途径,可为煤炭行业绿色发展和甲烷排放管控提供科学依据与政策建议,对于实现我国碳达峰碳中和目标... 甲烷排放对全球气候变化的影响显著,中国伴生的煤层气储量和开采量居世界前列,因而系统梳理我国煤炭行业甲烷排放现状及其影响因素与利用途径,可为煤炭行业绿色发展和甲烷排放管控提供科学依据与政策建议,对于实现我国碳达峰碳中和目标具有促进作用。概述我国煤层气分布特点,从煤层气资源分布、埋深划分等方面分析我国煤层气的资源特点,总结煤炭行业甲烷排放的微观与宏观影响因素,从微观角度剖析影响甲烷排放的因素,包括底板砂岩厚度、煤层气压力、顶板岩性、开采技术和开采深度等地质条件以及煤炭生产与煤炭品质因素对甲烷保存和排放的影响,并从宏观角度指出煤炭生产量的增加会导致甲烷排放量上升,而能源结构变化尤其新能源替代和严格产业政策实施均有助于降低甲烷排放。从煤层气的提取、净化和利用技术等方面深入探讨甲烷减排的技术途径和可行性,并梳理煤炭甲烷排放趋势,通过综合分析后提出一系列针对煤炭行业甲烷排放的综合管控策略,包括能源结构转型、煤炭消费控制、甲烷减排技术创新和政策推动等,应重视由于煤炭生产结构的变化所引起的甲烷排放变化,加强瓦斯梯级利用技术攻关,提高井下抽采瓦斯利用效率,实现资源的高效利用。应逐步加强对甲烷排放的监测和管理,利用政策约束落实煤炭企业的主体责任,通过实施监测甲烷排放数据,加强宏观视角下甲烷排放的趋势分析,从而为国家政策和法律法规的制定提供支撑依据。 展开更多
关键词 甲烷排放 煤层气 分布特点 影响因素 利用途径 排放趋势 减排技术 煤炭行业
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基于热平衡的多膛炉制备活性炭工艺研究 被引量：6
11
作者 解炜 王鹏 +3 位作者 梁大明 郭良元 段超 唐休玉 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第4期182-188,共7页
为研究多膛炉工艺控制原理,考察影响多膛炉生产稳定性的因素,给工业化多膛炉制备活性炭提供关键工艺参数,应用进料量50 kg/h级多膛炉中试装置,依靠活化吸热反应和燃烧放热反应维持多膛炉的热量平衡,研究制备活性炭产品的工艺。结果表明... 为研究多膛炉工艺控制原理,考察影响多膛炉生产稳定性的因素,给工业化多膛炉制备活性炭提供关键工艺参数,应用进料量50 kg/h级多膛炉中试装置,依靠活化吸热反应和燃烧放热反应维持多膛炉的热量平衡,研究制备活性炭产品的工艺。结果表明:在不提高活化层温度的条件下,增加炭化料的停留时间可以在一定程度上提高吸附性能,然而当停留时间超过8 h就会出现活性炭过烧,吸附性能下降的状况;增加水蒸气通入压力或将炉膛压力由微负压调节至微正压都不能改善活性炭产品的吸附性能;降低活化层的水蒸气通入量和调节喷射空气阀门开度,提高活化层最高温度至952℃,可以制备出碘值超过930 mg/g的活性炭产品。 展开更多
关键词 活性炭制备 多膛炉 热平衡 中试装置 活化反应
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压块工艺条件下配煤对活性炭孔结构的调控作用 被引量：20
12
作者 解炜 王鹏 +3 位作者 曲思建 李小亮 李艳芳 梁大明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第2期197-202,208,共7页
以大同烟煤为主料,分别和太西无烟煤、霍林河褐煤配煤,采用无黏结剂直接压块工艺制备活性炭,为了研究配煤对活性炭孔结构的调控作用,烟煤和配煤按照质量比100∶0、80∶20、60∶40、40∶60、20∶80进行试验,以碘值、亚甲蓝值和焦糖脱色... 以大同烟煤为主料,分别和太西无烟煤、霍林河褐煤配煤,采用无黏结剂直接压块工艺制备活性炭,为了研究配煤对活性炭孔结构的调控作用,烟煤和配煤按照质量比100∶0、80∶20、60∶40、40∶60、20∶80进行试验,以碘值、亚甲蓝值和焦糖脱色率作为评价指标,利用密度函数理论解析温度77 K下N2的吸附/解吸曲线,得出活性炭孔容和孔径分布。结果表明:无烟煤和褐煤作为烟煤的配煤制备活性炭会使其孔结构向着不同的方向发育。配入无烟煤促使活性炭以产生新的微孔为主,向着微孔更丰富,总孔容更大的方向发育,碘值和亚甲蓝值随着无烟煤配比的提高而增加,由579 mg/g和128 mg/g分别增加至979 mg/g和135 mg/g;配入褐煤导致微孔短暂的发育后进入扩孔阶段,以至于总孔容减少,中孔容增加,在烟煤和褐煤质量配比在20∶80时,碘值、亚甲蓝值和焦糖脱色率分别为681 mg/g、87 mg/g和18%。 展开更多
关键词 活性炭 配煤 大同烟煤 孔结构
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煤层气非催化燃烧除氧实验研究 被引量：2
13
作者 张科达 王鹏 +2 位作者 董卫果 唐楠 李小亮 《洁净煤技术》 CAS 2014年第4期109-112,67,共5页
煤层气由于热值及浓度较低,达不到工业利用要求,工业应用中需进行浓缩。由于煤层气中含有氧,给浓缩过程带来了不安全因素,因此在浓缩前必须将氧除去。简要介绍了煤层气除氧的几种方法,并在除氧反应器装置上对煤层气非催化燃烧除氧进行... 煤层气由于热值及浓度较低,达不到工业利用要求,工业应用中需进行浓缩。由于煤层气中含有氧,给浓缩过程带来了不安全因素,因此在浓缩前必须将氧除去。简要介绍了煤层气除氧的几种方法,并在除氧反应器装置上对煤层气非催化燃烧除氧进行了实验研究。结果发现,通过非催化燃烧法除氧,O2浓度能够降至1%以下;选用的除氧燃料须具有反应活性好、热值低的特点;除氧温度接近600℃时,CH4损失率小于5%,CH4的裂解是造成CH4损失的主要原因。 展开更多
关键词 煤层气 非催化燃烧 除氧
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煤沥青基多孔碳制备及其在超级电容器中的应用进展
14
作者 赵勇 《煤质技术》 2025年第2期1-12,共12页
以煤焦油沥青(CTP)为碳源制备煤沥青基多孔碳(CPC)并将其作为电极应用于超级电容器,既能实现煤炭资源精细化、高值化以及清洁化高效利用,又能促进新能源存储领域的发展。基于近年来孔径结构调控、形貌设计、表面化学状态优化等各种合成... 以煤焦油沥青(CTP)为碳源制备煤沥青基多孔碳(CPC)并将其作为电极应用于超级电容器,既能实现煤炭资源精细化、高值化以及清洁化高效利用,又能促进新能源存储领域的发展。基于近年来孔径结构调控、形貌设计、表面化学状态优化等各种合成、改性策略在CPC结构工程和超级电容器应用中被广泛研究,深入探讨3种工程策略的内在机制,分析对应方法与CTP中多环芳烃的组成、相和反应性以及CPC石墨化程度之间的关系,根据不同的制备技术总结并探讨近期用于超级电容器的CPC电极研究,对比分析超级电容器CPC电极的电化学性能及其作用机理,最后讨论在CPC电极制备过程在不同策略的局限性和未来趋势。研究表明:模板、活化法在调控CPC孔径方面存在局限性,未来研究应优先通过多手段协同利用实现煤焦油的精确分离,如应侧重于超临界萃取、空气净化和胶体结构控制等研究并选择更合理氧化剂、优化氧化条件以改性氧化过程;煤沥青基碳球和炭纤维的制备过程同样存在纳米尺寸不能精细调节的问题,也需进一步引入适当的表面修饰剂以降低表面自由能,或采用更高效的氧化稳定方法以维持形貌结构,未来的研究重点应侧重于探究多种杂原子在CPC电极中的协同效应;最终的研究目标为成本效益与性能兼具的CPC产品研制,并将其应用于超级电容器等新能源器件,未来可通过采用多种研究策略且在保证成本和操作性的前提下整合多种技术手段以实现终极研究目标。 展开更多
关键词 煤沥青基多孔碳 超级电容器 孔径结构 形貌设计 表面化学状态 活化法 工程策略
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神华煤液化沥青脱灰精制体系流变特性的研究
15
作者 赵鹏 阙建磊 +1 位作者 黄澎 刘敏 《煤炭技术》 2025年第4期283-286,共4页
选取洗油和对二甲苯(PX)分别与神华煤液化沥青混合体作为研究对象,考察了温度对10%、15%和25%三种液化沥青浓度体系黏度的影响规律,开展了25%浓度的洗油-液化沥青体系和对二甲苯-液化沥青体系的黏温特性研究。结果表明,洗油和PX均为牛... 选取洗油和对二甲苯(PX)分别与神华煤液化沥青混合体作为研究对象,考察了温度对10%、15%和25%三种液化沥青浓度体系黏度的影响规律,开展了25%浓度的洗油-液化沥青体系和对二甲苯-液化沥青体系的黏温特性研究。结果表明,洗油和PX均为牛顿型流体,洗油呈现出高黏温特性,PX黏度受温度影响不大。液化沥青与溶剂混合体随温度升高黏度降低,2种体系由假塑型流体逐步向牛顿型流体转变,其中PX-液化沥青体系更为接近牛顿型流体,60℃是两体系由假塑性流体向牛顿流体转变的温度点。研究成果可指导煤液化沥青脱灰精制工艺输送设备的选型与长周期稳定运转。 展开更多
关键词 煤直接液化 煤液化沥青 焦化洗油 流变特性 黏度
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大同煤制备饮用水深度净化专用活性炭试验研究 被引量：8
16
作者 牛翰彬 王振军 孙仲超 《洁净煤技术》 CAS 2014年第2期73-75,23,共4页
以大同地区两个代表性矿区煤样为原料,通过加入特殊添加剂的方式,采用压块活性炭制备工艺,得到了性能优良的饮用水深度净化专用活性炭产品,并重点考察了活化时间对产品强度、装填密度、亚甲蓝吸附值和碘吸附值等性能的影响。结果表明:... 以大同地区两个代表性矿区煤样为原料,通过加入特殊添加剂的方式,采用压块活性炭制备工艺,得到了性能优良的饮用水深度净化专用活性炭产品,并重点考察了活化时间对产品强度、装填密度、亚甲蓝吸附值和碘吸附值等性能的影响。结果表明:两种原料煤制得活性炭的强度最低分别为95.2%和95.6%,装填密度最低为490 g/L和498 g/L,亚甲蓝吸附值最高均为240 mg/g,碘吸附值最高值达到1100 mg/g以上,均优于现有普通活性炭。通过对比两种原料煤制得活性炭产品的孔结构,说明2号原料煤制得的活性炭产品具有更发达的孔隙结构,其比表面积和孔容分别比1号煤制得产品高出74 m2/g和0.03 mL/g。因此,2号原料煤是制备饮用水深度净化专用活性炭的合适原料煤。 展开更多
关键词 活性炭 大同煤 添加剂 压块 孔结构 活化时间
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CH_(4)/N_(2)在椰壳活性炭上吸附平衡和动力学扩散机制 被引量：1
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作者 张进华 王鹏 +5 位作者 李雪飞 李兰廷 车永芳 曲思建 梁大明 许德平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期427-435,共9页
为了明晰煤层气中CH4和N2在吸附剂上的平衡吸附、热力学和动力学扩散机制,以实验室制备椰壳活性炭为吸附剂,基于体积法测量了298~338 K,0~0.1 MPa下CH_(4)/N_(2)在制备活性炭上的吸附等温线,采用经典Langmuir和Sips模型拟合平衡吸附数... 为了明晰煤层气中CH4和N2在吸附剂上的平衡吸附、热力学和动力学扩散机制,以实验室制备椰壳活性炭为吸附剂,基于体积法测量了298~338 K,0~0.1 MPa下CH_(4)/N_(2)在制备活性炭上的吸附等温线,采用经典Langmuir和Sips模型拟合平衡吸附数据获得模型参数、热力学参数以及平均相对偏差。基于重量法分别测量了298 K,0~1.0 MPa下单组份和不同配比的CH_(4)/N_(2)二元组分的吸附等温线,评价了其分离性能和竞争吸附机制。采用电子天平测量了动态吸附速率曲线,利用W-M内扩散模型、Lagergren准一阶动力学模型和Makay二阶动力学模型对动态吸附数据拟合,从动力学的角度研究温度和压力对甲烷和氮气吸附的影响机制,探讨甲烷和氮气在活性炭吸附过程中的扩散控制步骤。研究结果表明:Langmuir和Sips模型对甲烷和氮气在活性炭上的平衡吸附结果均匹配性良好。相较而言,Sips模型考虑了活性炭表面非均一性,拟合效果更佳;通过计算吸附热发现CH_(4)/N_(2)在活性炭上的吸附为物理吸附过程且甲烷吸附热大于氮气。二元混合气体在活性炭表面存在竞争吸附,CH_(4)吸附起主导作用;混合气吸附量介于甲烷和氮气纯组分吸附量之间,且与纯组分吸附量不呈简单比例加和关系;吸附剂分离比达4.21,分离性能较好。表观动力学模型拟合结果说明CH_(4)和N_(2)在活性炭表面的动力学吸附过程受外扩散主要控制,其次为表面吸附过程,内扩散不是主要控制步骤;温度降低和压力增加有利于内扩散,不利于外扩散过程,升高温度和压力对扩散和吸附控制作用有不同程度的影响。 展开更多
关键词 煤层气 活性炭 甲烷分离 吸附模型 动力学
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以褐煤为原料制备活性炭前驱体的强度研究 被引量：5
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作者 何颖 解炜 《煤质技术》 2016年第2期13-16,45,共5页
为制备高强度的褐煤基压块活性炭前驱体,利用霍林河褐煤为原料及以煤焦油沥青为添加剂,研究水分、沥青含量和对辊压力对于活性炭前驱体强度的影响,并摸索最优的制备参数。研究表明:外加水分的增加对活性炭前驱体的冷压强度和磨损强度有... 为制备高强度的褐煤基压块活性炭前驱体,利用霍林河褐煤为原料及以煤焦油沥青为添加剂,研究水分、沥青含量和对辊压力对于活性炭前驱体强度的影响,并摸索最优的制备参数。研究表明:外加水分的增加对活性炭前驱体的冷压强度和磨损强度有不利的影响;沥青含量的增加可有效提高其冷压强度和磨损强度;较低的对辊压力使得物料难以成型,提高对辊压力可有效提高其强度。在不添加外水及沥青含量6%的务件下,利用对辊压力60 MPa成型可制备冷压强度达13.7 MPa、磨损强度为88.1%的活性炭前驱体。 展开更多
关键词 褐煤 活性炭前驱体 冷压强度 磨损强度 沥青含量 对辊压力 制备参数
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煤层气中甲烷/氮气分离用椰壳活性炭的制备 被引量：11
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作者 张进华 曲思建 +4 位作者 李兰廷 王鹏 李雪飞 李艳芳 李小亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1129-1137,共9页
为解决变压吸附法提纯煤层气中甲烷遇到的吸附剂难题,以我国海南产椰壳炭化料为原料,采用二次炭化-水蒸气物理活化工艺制备生物质基活性炭,采用高压电子天平测量了298 K、0～1. 0 MPa下CH_4/N_2在制备得椰壳活性炭上的吸附等温线,利用... 为解决变压吸附法提纯煤层气中甲烷遇到的吸附剂难题,以我国海南产椰壳炭化料为原料,采用二次炭化-水蒸气物理活化工艺制备生物质基活性炭,采用高压电子天平测量了298 K、0～1. 0 MPa下CH_4/N_2在制备得椰壳活性炭上的吸附等温线,利用比表面积和孔径吸附仪测量了活性炭的孔径结构,详细研究了活化工艺参数对CH_4/N_2吸附分离性能及孔隙结构的影响。通过变压吸附装置检验了最佳工艺参数条件下制备椰壳活性炭的CH_4提浓效果。研究结果表明,随着活化温度的提高,平衡分离系数逐步减小,吸附容量逐步增加,最佳活化温度为850℃;平衡分离系数和饱和吸附容量均随水蒸气流量的增加呈先增加后减小的趋势,最佳水蒸气流量为2.0 kg/h;平衡分离系数随活化时间延长先增加后减小,甲烷饱和吸附容量逐渐递增,最佳活化时间为40 min。升高活化温度对孔结构的发育影响显著,比表面积、微孔孔容和总孔容均呈递增趋势,表明升高温度有利于微孔的发育,可制备出微孔发达的活性炭。变压吸附评价结果表明在水蒸汽活化工艺最优条件下制备得椰壳活性炭可将20%CH_4-80%N_2模拟煤层气中的CH_4体积分数提高到48. 3%,提浓幅度大于25%,回收率为80.58%,产能达到108.82 m^3/(t·h);同时,该吸附剂对中高浓度煤层气也具有较好的分离效果,体现出较好的分离性能。 展开更多
关键词 煤层气 甲烷 吸附剂 制备 活性炭
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煤的变质程度对活性炭孔结构影响的研究进展 被引量：11
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作者 王宇航 梁大明 +1 位作者 李兰廷 孙仲超 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第3期188-192,共5页
基于国内外煤质活性炭的研究现状,归纳了不同变质程度原料煤对活性炭孔结构的影响,总结提出了煤的变质程度对活性炭孔结构影响的一般性规律,并分析了煤质活性炭的发展趋势以及研究煤的变质程度对活性炭孔结构影响规律的重要意义。结果表... 基于国内外煤质活性炭的研究现状,归纳了不同变质程度原料煤对活性炭孔结构的影响,总结提出了煤的变质程度对活性炭孔结构影响的一般性规律,并分析了煤质活性炭的发展趋势以及研究煤的变质程度对活性炭孔结构影响规律的重要意义。结果表明:原料煤的变质程度越高,活性炭孔结构的微孔越发达,随着变质程度的降低,活性炭孔结构的中孔比例逐渐增加,这种趋势在烟煤各小类之间表现得尤为明显;煤的变质程度对活性炭孔结构的影响规律是配煤制备活性炭技术的基础,可为活性炭孔结构的调控提供理论参考,以实现根据吸附质的尺寸针对性选用合适吸附剂的目的。 展开更多
关键词 活性炭 煤 变质程度 孔结构
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