煤基多级孔炭纳米材料的优化制备及性能表征

作     者：苏婷 宋永辉 高雯雯 兰新哲 景兴鹏 SU Ting;SONG Yonghui;GAO Wenwen;LAN Xinzhe;JING Xingpeng

作者机构：榆林学院化学与化工学院陕西省低变质煤洁净利用重点实验室陕西榆林719000 西安建筑科技大学冶金工程学院陕西省黄金与资源重点实验室西安710055 中煤科工集团西安研究院有限公司西安710054 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51774227) 陕西省自然科学基金资助项目(2019JM-542) 陕煤联合基金资助项目(2019JLM-44) 榆林市产学研项目(2019-kjj028) 

出 版 物：《煤炭转化》 (Coal Conversion)

年 卷 期：2020年第43卷第2期

页      码：50-57页

摘      要：以低变质粉煤为原料,采用热解活化技术制备煤基多级孔炭纳米材料(CCNM),利用统计学预测分析软件(JMP)设计优化制备实验的正交阵列,主要因素包括煤直接液化残渣(DCLR)的添加量(A)、热解过程升温速率(B)、热解终温(C)和原料粒度(D),每个因素选取三个水平。采用响应面分析法对CCNM的碘吸附值和抗压强度进行评估,确定最佳优化条件为A1B3C1D2,影响因素按显著性由大到小的顺序为CABD,碘吸附值的预测公式为m I=258.26-33.22 x 1-34.88x 2+28.12x 21+1.92x 1x 2+34.12x 22,预测碘吸附值最高为390.51 mg/g,三组平行验证实验测定的碘吸附值平均为394.69 mg/g,实验值与预测值吻合良好。对优化条件下制备的CCNM进行性能表征,材料呈多孔结构;通过图像处理,统计得到孔隙率在40%以上;碘吸附值为398.22 mg/g,抗压强度为4.12 MPa,比表面积为146.181 m 2/g,总孔容为0.0534 cm 3/g,中孔率为71.10%,孔径主要分布在1.5 nm^100 nm,平均孔径为5.254 nm,表明CCNM是一种包含微孔、中孔和大孔的多级孔炭纳米材料。

主 题 词：低变质粉煤 JMP 热解活化技术 纳米材料 多级孔结构 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

核心收录：

D　O　I：10.19726/j.cnki.ebcc.202002007

馆 藏 号：203889393...