研究了煤基石墨的高分辨电子显微像

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煤沥青基功能碳材料的研究现状及前景

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第6期·1804·化工进展煤沥青基功能碳材料的研究现状及前景肖南，邱介山（大连理工大学精细化工国家重点实验室暨能源材料化工辽宁省重点实验室，辽宁大连116024）摘要：我国煤沥青资源丰富，但深加工技术落后，产品附加值低，实现煤沥青高附加值利用是亟待解决的重大课题。

本文介绍了以煤沥青为原料合成高性能功能碳材料的主要技术,重点阐述了以煤沥青为原料制备中间相沥青、多孔碳材料、碳纤维、二维纳米碳材料及碳基复合材料的研究进展。

分析表明，高芳香性和高缩合度分子结构所引起的强π-π相互作用是阻碍煤沥青基高性能功能碳材料设计合成的瓶颈问题。

通过催化聚合、氧化、共热解等技术手段可有效改善煤沥青分子结构及其物理、化学性质。

结合模板复制、物理/化学活化、界面诱导以及催化石墨化等技术可实现多种功能性碳材料结构设计与表面化学性质调控。

发展煤沥青分子结构调控新技术作为改善煤沥青基碳材料性能的重要策略，需要系统深入研究。

关键词：煤沥青；碳材料；合成；电化学中图分类号：TQ 522.6 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）06–1804–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.06.021Progress in synthesis and applications of functional carbon materials fromcoal tar pitchXIAO Nan ，QIU Jieshan（State Key Laboratory of Fine Chemicals ，Liaoning Key Laboratory for Energy Materials and Chemical Engineering ，Dalian University of Technology ，Dalian 116024，Liaoning ，China ）Abstract: Coal tar pitch is abundant as a byproduct of coke production in iron-steel industry in China. However ，the traditional methods cannot efficiently convert coal tar pitch into value-added products and how to make effective use of coal tar pitch remains a big challenge. This review has summarized several techniques for further processing of coal tar pitch ，with a focus on the synthesis and applications of high performance functional materials including mesophase pitch, porous carbons ，carbon fibers ，two dimensional nano-sized carbon materials and carbon based composites. This review highlights that the strong π-π interactions between highly condensed polycyclic aromatic molecules in coal tar pitch is the bottle-neck that hinders the efficient conversion of coal tar pitch into functional carbon materials with tuned structure and properties. The molecular structure and properties of coal tar pitch can be improved through catalytic condensation ，oxidization or co -pyrolysis. With coal tar pitch as precursor ，methods including templating, physical/chemical activation, surface induction and catalytic graphitization have been developed for the controlled synthesis of high performance carbon materials. Novel methods that can tune the molecular structure of coal tar pitch are highly demanded to improve the performance of coal tar pitch based carbon materials and related researches should be intensified.及性能研究。

煤基石墨烯宏观体的制备及其在CO2光催化还原过程中的应用

煤基石墨烯宏观体的制备及其在CO2光催化还原过程中的应用张亚婷;李可可;刘国阳;周安宁;王露;邱介山【期刊名称】《新型炭材料》【年(卷),期】2015(30)6【摘要】石墨烯是一种新型二维碳质材料,以石墨烯为基本结构单元构筑宏观石墨烯材料是石墨烯走向实际应用的重要途径.以煤基石墨为原料,综合采用Hummers 法、化学还原及冷冻干燥过程制备出煤基石墨烯宏观体.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱等对样品形貌结构进行了分析表征.此外,以煤基石墨烯宏观体为光催化剂填料搭建固定床反应器,应用于CO2光催化还原过程.结果表明,煤基石墨烯宏观体对CO2光催化还原反应具有较高的催化活性,目标产物甲醇的产率最高可达65.91 μmol/g·cat.【总页数】6页(P539-544)【作者】张亚婷;李可可;刘国阳;周安宁;王露;邱介山【作者单位】西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054;西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054;西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054;西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054;西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054;大连理工大学能源材料化工辽宁省重点实验室暨精细化工国家重点实验室,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TQ517.3【相关文献】1.还原氧化石墨烯-TiO2纳米管复合光催化剂的制备及其对CO2的光催化还原性能 [J], 李娜;张立新;黄云杰;张朝艳;王亚蕾;张嘉2.PANI/煤基石墨烯宏观体复合材料的制备及其电化学性能 [J], 张亚婷;任绍昭;李景凯;李可可;党永强;刘国阳;邱介山3.多壳层TiO2/石墨烯复合纳米材料的制备及其在光催化还原CO2中的应用 [J], 倪昌辉;张立新;谢春妹;王琪;王文丽4.煤基新材料——煤基石墨烯的制备及石墨烯在导热领域应用研究进展 [J], 闫云飞; 高伟; 杨仲卿; 张力; 冉景煜5.煤基碳量子点/氮化碳复合材料制备及其光催化还原CO2性能 [J], 张睿哲;李可可;张凯博;刘薇;郑莉思;张亚婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

太原理工大学2016年校基金项目资助经费名单

青年科学基金青年科学基金青年科学基金青年科学基金青年科学基金面上项目青年科学基金青年科学基金青年科学基金青年科学基金青年科学基金青年科学基金青年科学基金青年科学基金青年科学基金面上项目青年科学基金青年科学基金
2016QN35 2016QN36 2016QN37 2016QN38 2016QN39 2016MS03 2016QN40 2016QN41 2016QN42 2016QN43 2016QN44 2016QN45 2016QN46 2016QN47 2016QN48 2016MS04 2016QN49 2016QN50
水保措施下典型流域洪水预报研究温室番茄优质高效水肥调控机理和模式研究增强型地热系统低温刺激诱导储层损伤演化的机理与模型研究梯级水库群洪灾风险分析理论方法研究平原地区洪水资源利用关键技术研究甲醇基环保型柴油添加剂聚甲醛二甲醚的绿色合成用于甲烷部分氧化全硅分子筛封装镍原子簇的构建与性能研究开采扰动地表黄土层抗剪强度研究峨眉山大火成岩省动力隆升的沉积响应煤系地层二氧化碳地质封存与煤层气驱替开采技术基础研究采矿沉陷建筑物损坏程度和部位的快速评价方法研究钻孔水射流冲击破煤岩特性及增透机制研究特厚煤层综放开采端头围岩断裂本构模型及耦合作用机理研究多源信息融合技术在采煤机故障诊断中的应用新型双槽形熔喷模头的优化设计与熔喷纤维拉伸模型的研究废旧涤棉混纺织物共裂解回收及多产物间结构性能调控研究亚临界水中废旧涤棉织物的水解碳化机理研究基于热管散热器和空气源热泵的新型分布式采暖系统
项目类别
项目编号
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
水利学院水利学院水利学院水利学院水利学院化学学院化学学院矿业学院矿业学院矿业学院矿业学院矿业学院矿业学院矿业学院轻纺工程学院轻纺工程学院轻纺工程学院环工学院

不同变质程度煤的高分辨率透射电镜分析

不同变质程度煤的高分辨率透射电镜分析李霞;曾凡桂;司加康;王威;董夔;程丽媛【摘要】利用高分辨率透射电子显微镜（ HRTEM）分析了三种不同变质程度煤样的结构特征。

基于傅里叶-反傅里叶变换方法，并结合Matlab、Arcgis和AutoCAD软件，通过图像分析技术，获得了HRTEM照片的晶格条纹参数。

结果表明，三种煤样的晶格条纹呈现不同特征，按条纹长度分别归属于1×1－8×8共计八个类型。

以3×3为临界点，在1×1和2×2中，ML-8中芳香层片的比例高于DP-4和XM-3；在3×3－8×8中，ML-8中芳香层片的比例低于DP-4和XM-3。

对比HRTEM和XRD参数d002发现，随着镜质组反射率的增加d002都呈现递减趋势。

%The stur ctural characteristics of 3 coals with different metamorphic degrees were analyzed using ih gh-resolution transmission electron microscpo y ( HRTEM ) . Applying FFT-IF T method, in association with M atlab, Arcgis and AutoCAD softwares, the lattice fringe parametre s obtained from HRTEM imga e were determined using image analysis.The results indicate that the lattice fringes of all the test coal samples exhibit d ifferen t characteristics.These lattice fringes can be divided into 8 types (1×1-8×8 aromatic frineg s) according to the frni ge length distribution.Taking the 3 ×3 aromatic fringe as critical point, the sampel ML-8 abundant in 1 ×1 and2 ×2 aromatic fringes while short of 3 ×3-8 ×8 aromatic fringes whe n com paring with sampleD P-4 na d sample XM-3.The values of d002 obtained from both HRTEM and XRD show a decreasni g trend wiht increasing vitrinite refel ctance.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2016(044)003【总页数】8页(P279-286)【关键词】不同变质程度煤;高分辨率透射电子显微镜;图像分析【作者】李霞;曾凡桂;司加康;王威;董夔;程丽媛【作者单位】太原理工大学煤科学与技术教育部及山西省重点实验室地球科学与工程系，山西太原 030024;太原理工大学煤科学与技术教育部及山西省重点实验室地球科学与工程系，山西太原 030024;太原理工大学煤科学与技术教育部及山西省重点实验室地球科学与工程系，山西太原 030024;太原理工大学煤科学与技术教育部及山西省重点实验室地球科学与工程系，山西太原 030024;太原理工大学煤科学与技术教育部及山西省重点实验室地球科学与工程系，山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部及山西省重点实验室地球科学与工程系，山西太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TQ533煤是非均一的复杂组成物质，其芳香层片呈有序或无序排列，随着煤级的增加，芳香层片的尺寸和堆垛层数逐渐增加。

以太西无烟煤为前驱体制备煤基石墨烯的研究

一、前言煤基石墨烯是一种具有巨大应用前景的新型碳材料，它具有优异的导电性、热稳定性和机械强度，被广泛认为是未来材料科学领域的研究热点。

以往的研究大多采用天然石墨或者石墨烯氧化物为原料，然而，这些前驱体存在着成本高、生产难、资源有限等问题。

以太西无烟煤为前驱体制备煤基石墨烯的研究具有重要意义。

二、以太西无烟煤1. 以太西无烟煤介绍：以太西无烟煤是一种优质煤炭资源，其主要成分为碳、氢、氧和少量硫、氮等元素。

煤中的碳元素是制备石墨烯的理想原料，其丰富的资源和广泛分布为煤基石墨烯的制备提供了可能。

2. 以太西无烟煤的特性：以太西无烟煤具有质地坚硬、热值高、灰分少、挥发份低等特点，这些特性使其成为一种理想的石墨烯前驱体。

三、以太西无烟煤为前驱体制备煤基石墨烯的方法1. 煤基石墨烯的制备方法：采用化学氧化-还原法，通过多步反应将以太西无烟煤转化为石墨烯。

2. 制备步骤：a. 氧化处理：先将以太西无烟煤进行氧化处理，使之变成石墨烯氧化物（GO）。

b. 还原得到石墨烯：对石墨烯氧化物进行还原处理，得到煤基石墨烯。

3. 方法优势：相比以天然石墨或者石墨烯氧化物为原料制备石墨烯的方法，以太西无烟煤为前驱体制备煤基石墨烯，具有原料丰富、低成本、更环保的优势。

四、煤基石墨烯的性能与应用1. 煤基石墨烯的性能：煤基石墨烯具有优异的导电性、热稳定性和机械强度。

2. 应用前景：由于其优秀的性能，煤基石墨烯在电子器件、储能材料、传感器、复合材料等领域具有重要的应用前景。

五、研究现状与展望1. 目前研究现状：以太西无烟煤为前驱体制备煤基石墨烯的研究正逐渐引起研究者的关注，相关研究取得了一定进展。

2. 发展前景：未来，随着煤基石墨烯制备技术的进一步完善，煤基石墨烯必将在材料科学领域发挥重要作用，并为社会带来更大的经济、社会效益。

六、结语以太西无烟煤为前驱体制备煤基石墨烯，是一项具有重要意义的研究课题。

它不仅有助于解决石墨烯前驱体资源稀缺的问题，还有望推动煤炭资源的高值化利用，对推动我国材料科学领域的发展具有重要意义。

煤基石墨烯量子点

煤基石墨烯量子点石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有出色的电子传输性能和机械强度，因此在能源、电子器件和生物医学领域引起了广泛的关注。

然而，石墨烯的生产和应用仍然面临着许多挑战。

最近，一种名为煤基石墨烯量子点的新型石墨烯材料引起了科学家们的兴趣，因为它具有优异的性能和广泛的应用潜力。

煤基石墨烯量子点是一种通过煤炭资源制备而成的石墨烯材料。

相比于传统的石墨烯制备方法，煤基石墨烯量子点具有以下优势：首先，煤炭是一种丰富的资源，价格相对较低，因此可以大规模生产煤基石墨烯量子点；其次，煤基石墨烯量子点的制备过程相对简单，不需要复杂的设备和条件，降低了生产成本；最重要的是，煤基石墨烯量子点在光电、电化学和催化等领域具有广泛的应用前景。

煤基石墨烯量子点在光电领域的应用是最为突出的。

由于其独特的能带结构和表面效应，煤基石墨烯量子点具有优异的光吸收和光电转换性能。

煤基石墨烯量子点可以广泛应用于太阳能电池、光催化和光传感等领域。

例如，科学家们利用煤基石墨烯量子点制备了高效率的染料敏化太阳能电池，其光电转化效率比传统的二氧化钛电池更高。

此外，煤基石墨烯量子点还可以用于制备高性能的光电传感器和光催化剂，具有潜在的应用价值。

在电化学领域，煤基石墨烯量子点也具有广泛的应用前景。

煤基石墨烯量子点具有良好的电化学性能，可以用于制备高性能的超级电容器和锂离子电池。

煤基石墨烯量子点的高比表面积和优异的导电性使得电化学反应更加高效，提高了能量存储和转换效率。

此外，煤基石墨烯量子点还可以用于催化剂的制备，促进电化学反应的进行。

在生物医学领域，煤基石墨烯量子点也展示出了巨大的应用潜力。

煤基石墨烯量子点具有良好的生物相容性和荧光属性，可以用于生物成像、药物传递和肿瘤治疗等方面。

煤基石墨烯量子点的荧光特性使其成为一种理想的生物标记物，可以用于细胞和组织的成像。

另外，煤基石墨烯量子点还可以作为载体，用于传递药物和基因，提高治疗效果。

同时，煤基石墨烯量子点还可以用于光热治疗，通过光热效应杀死肿瘤细胞。

微扩层改性对煤基石墨微观结构和储锂性能的影响

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 12 期微扩层改性对煤基石墨微观结构和储锂性能的影响李龙1，邢宝林2，3，鲍倜傲2，3，靳鹏1，曾会会2，3，郭晖2，3，张越2，张文豪2（1 炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室，中国平煤神马控股集团有限公司，河南平顶山 467000；2 河南省煤炭绿色转化重点实验室，河南理工大学化学化工学院，河南焦作 454000；3 煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南焦作 454000）摘要：以自制煤基石墨为前体，浓硫酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂，采用液相氧化插层-热处理工艺对煤基石墨进行微扩层改性处理，制备出微扩层煤基石墨。

利用X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱测试、低温氮气吸附和X 射线光电子能谱等手段分析不同微扩层煤基石墨的微观结构，并测试其用作锂离子电池负极材料的电化学储锂特性，系统研究微扩层改性对煤基石墨微观结构和储锂性能的影响。

研究表明，微扩层改性处理不仅可增加石墨微晶片层的层间距，还可以在石墨基体中引入纳米孔道和C ==O 、C —O —H 及C —O —C 等含氧官能团。

氧化剂用量是影响微扩层煤基石墨微观结构的重要因素。

通过调节氧化剂用量可实现微扩层煤基石墨微晶层间距、纳米孔道和表面官能团等微观结构的有效调控。

当氧化剂用量为煤基石墨的0.30倍时，微扩层煤基石墨的层间距为0.3374nm ，其纳米孔道主要由1~2nm 微孔和2~6nm 中孔组成，比表面积为24.6m 2/g ，且富含C ==O 、C —O —H 及C —O —C 等含氧官能团。

微扩层煤基石墨用作锂离子电池负极材料展现出优异的电化学储锂性能，其在0.1C 低电流密度下的可逆比容量最高可达511.1mAh/g ，在5C 高电流密度下为348.7mAh/g ，且经300次循环充放电后，其比容量仍可维持在313.3mAh/g ，容量保持率为89.9%，综合性能远高于煤基石墨。

煤基石墨烯规模化制备

煤基石墨烯规模化制备一、关键技术及研究思路1. 现状煤基石墨烯的制备通常是先把煤高温高压制成高纯石墨，再由石墨制备生产石墨烯。

首先，自从改进的hummers法出现以来，由石墨制备生产石墨烯的方法已经在不断改进中变得相当成熟，目前可以进行大规模的工业化生产。

其次，国内外学者通过煤成石墨的高温高压实验也取得丰厚的成果。

根据煤层埋深、用高温补偿应变速率的不足的原则，其实验最高温度为700 ℃，最高围压为600MPa。

从煤高温高压下制为石墨的实验条件来看，虽然已经得到了煤石墨化的方法，但是其需要的实验条件却比较苛刻，目前仅仅停留在实验阶段，达不到大规模生产的需求，而且实验研究内容基本在煤化作用阶段，成果主要集中在煤的化学结构演化、反射率光性组构、脆韧性形变等。

迄今为止，国内有关煤成石墨的高温高压实验尚未有任何报道，煤成石墨的演化机理和成矿因素尚不清楚。

总之，现阶段因制备工艺的不成熟、高成本等因素限制了煤基石墨烯的大规模制备。

因此，如何制备出高性能、低成本的煤基石墨烯是目前研究工作中的重点问题之一。

2. 意义（1）石墨化的煤基石墨相对天然鳞状石墨具有更低价格，因此，开发以石墨化的煤为原料的煤基石墨烯制备技术，对于降低石墨烯生产成本具有重要意义。

（2）此外，以煤为原料制备石墨烯产品，将大幅提升煤这一优势资源的价值，改变传统煤炭加工方式，延长煤炭产业链，加快转变经济发展方式，在提高企业经济效益的同时，还可带动地区区域经济的大力发展。

（3）煤基石墨烯的制备技术的实现为煤的利用提供了一种新的途径，该途径减少了煤燃烧有害物质的排放，减少了对环境污染。

3. 重要性（1）目前石墨烯的制备原料大部分是以高纯石墨为主，随着石墨供应量的日益紧张，寻求来源广、价格低、纯度高的炭质原料是目前高性能石墨材料制备研究的一个重要方向。

（2）随着石墨烯应用领域越来越广泛，需求越来越大，但目前所用的原料成本较高。

选用煤作为起始原料在进行大规模生产的同时还能降低其成本。

煤化学第三章煤的结构

第三章煤的结构煤的结构包括煤有机质的化学结构(大分子结构)和煤的物理空间结构。

研究煤的结构，不仅具有重要的理论意义，而且对于煤炭加工利用具有重要的指导意义。

由于煤炭组成的复杂性、多样性、非晶质性和不均匀性，所以将煤分离成为简单的化合物并研究其结构是一件非常困难的事情。

虽然科学家对煤的结构做了长期、大量的研究工作，并取得了长足进展，但遗憾的是，迄今为止尚未明了煤结构的全貌，只是根据实验结果和分析推测，提出了若干煤的结构模型。

本书重点介绍煤分子结构研究的结论。

第一节煤的大分子结构一、煤大分子结构的基本概念煤的有机质是由大量相对分子质量不同、分子结构相似但又不完全相同的“相似化合物”组成的混合物。

根据实验研究，煤的有机质可以大体分为两部分:一部分是以芳香结构为主的环状化合物，称为大分子化合物;另一部分是以链状结构为主的化合物，称为低分子化合物。

前者是煤有机质的主体，一般占煤有机质的90%以上，后者含量较少，主要存在于低煤化程度的煤中。

煤的分子结构通常是指煤中大分子芳香族化合物的结构。

煤的大分子结构十分复杂，一般认为它具有高分子聚合物的结构，但又不同于一般的聚合物，它没有统一的聚合单体。

研究表明，煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成的。

这种基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规则部分和不规则部分。

规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环(含氮、氧、硫等元素)缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核;不规则部分则是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团;桥键则是连接相邻基本结构单元的原子或原子团。

随着煤化程度的提高，构成核的环数不断增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少。

二、煤大分子基本结构单元的核(一)煤的结构参数煤大分子基本结构单元的核具缩合环结构，称为芳香环或芳香核。

煤的基本结构单元不是一个均匀、确切的结构，但可以通过结构参数评价核的平均结构。

煤的结构参数有芳碳率、芳氢率、芳环率等。

石墨烯制成的超级电容器将取代电池

俄亥俄州代顿市Nanotek Instruments公司新研制的石墨烯超级电容器，单位质量可储存的能量相当于镍氢电池，打破了世界纪录，而且充电或放电只需要短短几分钟、甚至几秒钟，有望取代电池。

相关研究论文发表在Nano Letter上。

该超级电容器电极的制备采用了石墨烯，混合5%的超级P(一种乙炔黑，作用相当于导电添加剂)和10%的聚四氟乙烯(PTFE)结合剂。

研究人员把产生的悬浮液涂在集电器表面，把硬币大小的电容器安装在隔离箱里。

电解质-电极界面的制备，采用了“Celguard隔膜-3501”，而电解液是一种化学品，叫做EMIMBF4。

该公司对硬币大小超级电容器的测试表明，石墨烯电极的超级电容器的能量密度为85.6 Wh/kg，而镍氢电池和锂离子电池分别为40-100 Wh/kg和120 Wh/kg，这是有史以来基于碳纳米材料的双电层超级电容器所达到的最高值。

研究小组成员还包括来自Angstron材料研究所的科学家，他们正在努力工作以进一步提高超级电容器的能量密度。

电容器电极材料研制方面取得系列进展。

超级电容器是介于传统物理电容器和电池之间的一种新型储能器件，具有绿色环保、充电时间短、使用寿命长和工作温度范围宽等优点，其核心部件是性能优异的电极材料。

石墨烯片（GS），作为一种新型的碳材料，具有良好的导电性和大的比表面积，预计将其作为超级电容器的电极材料具有广阔的应用前景。

但是纯石墨烯表面缺少功能基团导致其很难与其它材料复合或在器件上进行组装，从而限制了其深入应用。

因此，对石墨烯表面进行化学修饰以便于获得各种功能复合材料是当前研究的一个热点。

图1：不同PANi含量的PSS-GS/PANi“纸”电极（左）和PSS-GS与PANi纳米纤维之间的静电吸附示意图（右）图2 ：PSS-GS与二氧化锰在基底上的层层自组装示意图固体润滑国家重点实验室研究人员利用化学修饰后的石墨烯（PSS-GS）与聚苯胺（PANi）纳米纤维之间的静电吸附作用，制备了PSS-GS/PANi 复合材料胶体溶液，然后抽虑成膜得到了柔性的PSS-GS/PANi复合“纸”电极材料。

煤基石墨烯的制备及其光催化性能研究

ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＧｒａｐｈｅｎｅａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅ
ＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＰｒｏｐｅｒｔｙ
ＺＨＡＮＧＹａ－ｔｉｎｇ，ＺＨＯＵＡｎ－ｎｉｎｇ，ＳＩＹｕｎ－ｐｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏ－ｑｉａｎ，ＱＩＵＪｉｅ — ｓｈａｎ
基石墨烯；在ＣＯ的光催化转化过程中，在光照时间为１４ｈ，煤基石墨烯添加量为ｌｇ／Ｌ，Ｃ０：流量
为２００ｍＬ／ｍｉｎ时，目标产物甲醇的含量可达１４４．１９ｐ￣ｍｏｌ／Ｌ。
关键词：无烟煤；石墨化；石墨烯；光催化
张亚婷。，周安宁，司云鹏，张晓欠。，邱介山
（１．西安科技大学化学与化工学院化工系，陕西西安
辽宁大连１１６０２４）
７１００５４）
（２．大连理工大学４Ｌ．Ｚ－学院炭素材料研究室辽宁省微纳米技术及系统重点实验室，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇＴａｉＸｉａｎｔｈｒａｃｉｔｅａｓｔｈｅｐｒｅｓｏｍａ，ｐｒｅｐａｒｅｄｃｏａｌ — ｂａｓｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｂｙｃａｔａｌｙｚｉｎｇｇｒａｐｈｉｔｅａｎｄｏｘｉｄａｔｉｎｇ

2024北京高三一模化学汇编：分子结构与性质章节综合

2024北京高三一模化学汇编分子结构与性质章节综合一、单选题1．（2024北京朝阳高三一模）最近，中国科学家成功采用“变压吸附+膜分离+精制纯化”方法成功分离氢氦制得高纯氦。

下列说法不正确．．．的是A．H的第一电离能小于He的B．H2分子间存在共价键，He分子间存在范德华力C．也可以利用沸点不同对H2和He进行分离D．利用原子光谱可以鉴定He元素和H元素2．（2024北京朝阳高三一模）下列“事实”的“图示表达”不正确．．．的是3．（2024北京朝阳高三一模）下列比较正确的是A．离子半径：S2->Cl->K+B．键角：CH4<NH3<H2OC．热稳定性：NH3>PH3>HF D．酸性：HNO3<H3PO4<H2SiO34．（2024北京顺义高三一模）火箭推进剂中常使用N2H4(肼，结构式为)作为燃烧剂，N2O4作为氧化剂。

反应的化学方程式为：2N2H4+N2O4=3N2+4H2O。

下列说法不正确．．．的是A ．电负性：H<N<OB ．肼具有碱性C ．H 2O 是一种极性分子D ．每生成3molN 2时，转移4mol 电子5．（2024北京房山高三一模）鼠尾草酮可治疗神经系统方面的疾病，其结构如图所示，下列说法不正确的是A ．该物质含有3种官能团B ．分子中含有手性碳原子C ．分子中的碳原子有2sp 和3sp 两种杂化方式D ．1mol 该物质最多可与25mol H 发生还原反应6．（2024北京高三一模）用充有NH 3的烧瓶进行“喷泉实验”，装置及现象如下图。

下列关于该实验的分析正确的是A ．产生“喷泉”证明NH 3与H 2O 发生了反应B ．无色溶液变红证明NH 3极易溶于水C ．红色溶液中存在含有离子键的含氮微粒D ．加热红色溶液可观察到红色变浅或褪去7．（2024北京西城高三一模）下列化学用语或图示表达正确的是 A ．基态N 原子的轨道表示式：B ．3SO 的VSEPR 模型：C ．Cl Cl -的p p σ-键的形成：D ．用电子式表示HCl 的形成过程：8．（2024北京东城高三一模）下列对事实的分析正确的是9．（2024北京门头沟高三一模）石墨相氮化碳()34g C N -作为一种新型光催化材料，研究表明，非金属掺杂(O S 、等)能提高其光催化活性。

PAN基碳纤维制备过程中微观结构的研究进展

PAN基碳纤维制备过程中微观结构的研究进展作者：王倩单小红来源：《轻纺工业与技术》 2012年第1期王倩，单小红（新疆大学，新疆乌鲁木齐８３００４６）【摘要】ＰＡＮ基碳纤维在制备过程中，ＰＡＮ纤维、预氧化纤维的微观形态结构对制得的碳纤维的强度和断裂性能都有较大的影响。

通过对ＰＡＮ纤维和预氧化纤维微观形态的阐述及对ＰＡＮ基碳纤维发展历程中的典型结构模型的分析，拟为掌握碳纤维结构与其机械性能的相关性和制备高性能的碳纤维提供参考。

【关键词】ＰＡＮ；碳纤维；微观结构中图分类号： TS102.4+5 文献标识码： A 文章编号： 2095-0101（2012）01-0036-02０引言碳纤维是经过１５００℃高温碳化所形成的纤维状碳素材料，含碳量在９０％以上。

碳纤维具有高模量、高强度、低密度、低电阻、耐摩擦、耐高温、耐酸性和耐辐射等优越的特性［１］。

碳纤维按性能可分类为：高性能碳纤维和低性能碳纤维；按原丝类型可分类为：聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维和木质素基碳纤维；按工艺条件不同可分类为：碳纤维、氧化纤维、石墨纤维、气象生长碳纤维和活性炭纤维等，其中含碳量高于９９％的碳纤维称之为石墨纤维［２］。

目前制造碳纤维的原料有三种：纤维素和再生纤维素、聚丙烯腈均聚物和共聚物、沥青和煤油抽出物。

以聚丙烯腈（ＰＡＮ）为原料实现碳纤维工业化生产始于２０世纪５0年代，由于其生产工艺相对简单，产品的力学性能优良，具有很高的碳化率并且用途非常广泛而成为当今碳纤维生产工业的主流产品。

ＰＡＮ基碳纤维分为大丝束碳纤维（ＬＴ）和小丝束碳纤维（ＣＴ），因其高强度、高刚度、重量轻、耐磨损、耐腐蚀和优异的电性能等特点而在与其他纤维的竞争中发展壮大［２］。

目前世界ＰＡＮ基碳纤维生产规模已达３１６５０ｔ，仅次于芳纶，跃居世界高性能纤维的第二位。

主要应用于航空航天、国防军事科技领域、高级体育休闲用品、医疗器械等行业，市场需求十分旺盛，因此研发ＰＡＮ基碳纤维具有广阔的前景和现实意义。

煤基石墨烯

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第7期·2568·化工进展煤基石墨烯/TiO 2复合材料的制备及光催化性能曾会会1，2，仪桂云1，2，邢宝林1，2，黄光许1，2，谌伦建1，2，张传祥1，2，徐冰1，2，姚友恒1，张青山1，李颉1（1河南理工大学化学化工学院，河南焦作 454000；2煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南焦作 454000）摘要：以资源丰富的褐煤为原料，经高温石墨化处理后，采用改进的Hummers 法制备氧化石墨烯（GO ），再以四氯化钛（TiCl 4）为钛源，通过水热合成法制备煤基石墨烯/TiO 2（CRGO/TiO 2）复合材料。

利用扫描电镜（SEM ）、能谱仪（EDS ）、透射电镜（TEM ）、X 射线衍射仪（XRD ）、低温氮气物理吸附仪、傅里叶红外光谱仪（FTIR ）对复合材料的微观结构进行系统表征，并重点研究不同GO 添加量下所制CRGO/TiO 2复合材料对液相中罗丹明B 的光催化降解性能。

结果表明：以褐煤为碳质前体，TiCl 4为钛源，采用水热合成法可合成具有介孔特征的煤基石墨烯/TiO 2复合材料，其比表面积可达88.53～169.64m 2/g ，孔径主要分布在2～12nm ，且随着GO 添加量的增加，复合材料的孔径分布逐渐变窄。

复合材料中的TiO 2纳米颗粒主要以锐钛矿晶型均匀分散于层状石墨烯表面。

GO 添加量是影响复合材料光催化降解性能的重要因素。

当GO 添加量为8%时，CRGO/TiO 2复合材料在可见光下对罗丹明B 的降解率可达98.9%。

关键词：褐煤；石墨烯；复合材料；催化；降解中图分类号：O643.36 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）07–2568–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2038Preparation of coal-based graphene/TiO 2 composites and theirphotocatalytic activityZENG Huihui 1，2，YI Guiyun 1，2，XING Baolin 1，2，HUANG Guangxu 1，2，CHEN Lunjian 1，2，ZHANGChuanxiang 1，2，XU Bing 1，2，YAO Youheng 1，ZHANG Qingshan 1，LI Jie 1（1College of Chemistry and Chemical Engineering ，Henan Polytechnic University ，Jiaozuo 454000，Henan ，China;2Collaborative Innovation Center of Coal Work Safety ，Henan Province ，Jiaozuo 454000，Henan ，China ）Abstract ：Graphene oxide （GO ）was prepared from high temperature graphited lignite by modified Hummers method. The coal-based graphene/TiO 2 composites were synthesized subsequently via hydrothermal method using four titanium chloride （TiCl 4）as titanium source and graphene oxide as carbon source. The microstructure of the CRGO/TiO 2 composites was characterized by scanning electron microscopy （SEM ），energy dispersive spectrometer （EDS ），transmission electron microscope （TEM ），X-ray diffraction （XRD ），low temperature nitrogen adsorption and fourier transform infrared spectrometer （FTIR ）. The rhodamine B （RhB ）photocatalytic degradation performance in liquid phase of CRGO/TiO 2 prepared at different additive amount of GO were also systematically investigated. The results show that coal-based graphene/TiO 2 composites with mesoporous characteristics can be synthesized第一作者：曾会会（1990—），女，硕士研究生，研究方向为洁净煤技术。

煤显微组分

煤显微组分煤显微组分是指以煤为原料，在显微镜下用分析化学技术分析和识别各种微细组分组成的研究方法。

煤显微组分技术能够有效定量分析煤中的有机组分和无机组分，反映煤的质量，可以用来识别煤中的物质组分，特别是煤中小分子物质的含量，如煤分析中常见的有机物、元素、无机盐等。

煤显微组分技术在国内外煤炭行业得到了广泛的应用。

煤显微组分的研究可以帮助我们更好地了解煤的质量丰富性，从而有效控制煤的生产、加工和使用等环节。

煤矿企业、电力企业和煤炭流通企业都可以利用煤显微组分技术来获取正确的煤质量评估数据，使其能够按照客户的实际需要，采购合适的煤炭质量。

煤显微组分技术主要包括对煤样品的采集、预处理和分析三个过程。

煤样品的采集是煤显微组分研究的基础，根据煤粒特性和相关要求，采用一定的方法从煤层中取样，确保取样品的客观性和真实性，并在规定的时间内运输到分析室进行分析。

预处理是显微组分分析前对煤样品进行处理的过程，包括粒度分选、烘干、热处理、分级等，以达到显微分析的最佳要求。

分析是显微组分技术最核心的环节，一般采用显微（光学和电子）和化学分析技术，根据煤样品中的有机组分和无机组分分别进行分析，结合显微技术，给出细微组分的详细分布。

煤显微组分技术是影响煤质量的重要技术，也是煤质量控制的重要手段。

通过煤显微组分的分析，可以检测出煤中的有机物和无机物，从而了解煤的质量特征，这对于改善煤的质量、提高煤的热效率、控制煤的污染物等方面都有着重要的意义。

综上所述，煤显微组分技术是一种研究煤中各种微细组分组成的技术，它能够定量分析煤中的有机组分和无机组分，反映煤的质量特征，可有效控制煤的生产、加工和使用等环节，有助于提高煤的质量，降低污染物等，为煤炭行业发展提供依据。

典型煤中各显微组分的大分子结构特征及变化规律

典型煤中各显微组分的大分子结构特征及变化规律下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!典型煤中各显微组分的大分子结构特征及变化规律1. 引言煤作为重要的化石能源之一，在其微观结构中包含多种复杂的有机分子。

电解铝用石墨化阴极材料的研究

湖南大学硕士学位论文电解铝用石墨化阴极材料的研究姓名：李永军申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：刘洪波20060430电解铝用石墨化阴极材料的研究摘要石墨化阴极炭块具有电阻率低、热导率高、耐碱腐蚀性强、抗热震性好、电解膨胀率低、能有效延长电解槽使用寿命等特性。

它的研究与开发必将给我国的铝电解工业带来一场新的技术革命。

本文以优质电煅无烟煤为主配以一定比例的石油焦、沥青焦按照配料→混捏→模压成型→焙烧→浸渍→二次焙烧→石墨化等常规石墨制品生产工艺流程制备无烟煤基石墨化阴极试样，研究了以电煅无烟煤为主要原料制备铝电解槽用石墨化阴极材料的可行性。

此外还初步探讨了添加剂种类及用量对石墨化阴极材料性能的影响。

通过对原料焦炭和无烟煤的化学组成与性能分析，选出两种石油焦、一种沥青焦和一种无烟煤作为制备石墨化阴极试样的原材料。

将电煅无烟煤分别与3种焦炭以不同的质量比进行混合按石墨制品生产工艺制成三个系列共16个石墨化阴极试样。

通过对试样制备过程中几个主要阶段的试样进行结构与性能测定，探讨石墨化试样的结构和性能与原料及各种工艺因素的关系，确立制备石墨化阴极材料的配方组成和工艺条件。

研究表明，随着无烟煤用量的增加，X、F和L三个系列的无烟煤基石墨化阴极试样在焙烧过程中的收缩率和失重率均呈减小的趋势，而在石墨化过程中则相反。

X和L系列试样的体积密度较高且随无烟煤用量的增加呈减小的趋势，而F 系列试样则相反。

电煅无烟煤在石墨化过程中由于灰份的大量排出和晶体结构的变化造成失重率与收缩率较大，因此生产大规格无烟煤基石墨化制品时，应严格控制无烟煤的用量，并采取适当措施防止制品在石墨化过程中开裂。

以电煅无烟煤为主配以一定比例的新疆焦和沥青焦所制备的X和L系列无烟煤基石墨化阴极试样其综合性能优于由单一无烟煤制备的石墨化阴极试样W，各项常规性能与国外优质石墨化阴极产品的性能指标相当。

F系列试样的综合性能较X和L系列试样差，某些性能指标甚至低于试样W，说明抚顺焦不适合作无烟煤基石墨化阴极产品的原料。

煤基石墨烯析氢

煤基石墨烯析氢煤基石墨烯析氢技术是一种新型的氢能源生产技术。

相比传统的氢能源生产技术，煤基石墨烯析氢技术具有更高的效率和更低的成本，因此备受关注。

煤基石墨烯是一种新型的材料，其具有石墨烯的特点，但是由于它是由煤制成的，因此具有更高的稳定性和更低的生产成本。

利用煤基石墨烯来析氢，可以大大降低氢能源生产的成本，并且可以更好地解决目前氢能源生产技术中存在的一些问题。

煤基石墨烯析氢技术的原理是利用煤基石墨烯的特殊结构和化学性质，将水分子中的氢和氧分离出来。

在这个过程中，煤基石墨烯起到了催化剂的作用，能够促进反应的进行。

而且，煤基石墨烯本身的结构非常稳定，可以承受高温高压的条件，因此可以在较为严苛的环境下进行反应。

煤基石墨烯析氢技术的优点不仅仅在于成本和效率上的提高，还在于其环保性。

相比传统的氢能源生产技术，煤基石墨烯析氢技术不需要使用高温高压的条件，因此可以减少大量的二氧化碳排放。

而且，煤基石墨烯本身就是由煤制成的，因此可以更好地利用煤这种资源，提高资源利用效率。

煤基石墨烯析氢技术的应用前景非常广泛。

目前，煤基石墨烯析氢技术已经被应用于氢能源生产、氢燃料电池车辆等领域。

随着技术的不断发展和完善，煤基石墨烯析氢技术也将会得到更广泛的应用。

尽管煤基石墨烯析氢技术具有很多优点，但是还存在一些问题需要解决。

例如，煤基石墨烯的生产成本仍然较高，需要进一步降低成本。

此外，煤基石墨烯的稳定性和使用寿命也需要进一步研究和改进，以满足实际应用的需求。

煤基石墨烯析氢技术是一种非常有前途的氢能源生产技术。

通过利用煤基石墨烯的特殊结构和化学性质，可以实现高效、低成本、环保的氢能源生产，为氢能源的发展提供了新的途径。

相信随着技术的不断发展和完善，煤基石墨烯析氢技术将会得到更广泛的应用。

《Pd基电解煤浆制氢阳极催化剂研究》

《Pd基电解煤浆制氢阳极催化剂研究》一、引言随着能源需求的日益增长和环保意识的不断提高，氢能作为一种清洁、高效的能源，受到了广泛关注。

电解水制氢是当前最常用的方法之一，但这种方法成本较高，需要高效的催化剂来降低反应的能耗。

近年来，利用煤浆作为电解液制氢的研究逐渐兴起，其优点在于利用了丰富的煤炭资源。

而其中，阳极催化剂的选择对电解效率和氢气纯度有着至关重要的影响。

本研究着重于以Pd基作为主要成分的阳极催化剂的研发，分析其制备方法、结构特征以及在煤浆电解制氢中的表现。

二、研究方法1. 材料选择与制备本研究所选用的催化剂以Pd为主要成分，同时结合其他金属元素进行合金化处理。

通过共沉淀法、溶胶-凝胶法等制备方法，制备出不同比例的Pd基复合催化剂。

2. 结构与性能表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对催化剂的微观结构进行表征，同时通过电化学工作站测试其电化学性能。

3. 电解煤浆实验将制备好的催化剂应用于电解煤浆的实验中，观察其电解效果，分析催化剂的活性、稳定性和选择性等性能指标。

三、实验结果与分析1. 催化剂的微观结构与性能通过XRD和SEM等手段，我们发现Pd基复合催化剂具有较高的结晶度和良好的分散性。

电化学测试结果表明，该催化剂具有较高的电催化活性，能够有效降低电解反应的过电位。

2. 电解煤浆实验结果在电解煤浆的实验中，我们发现使用Pd基阳极催化剂能够有效提高氢气的生成速率和纯度。

同时，该催化剂具有良好的稳定性和选择性，能够在长时间运行过程中保持较高的活性。

四、讨论与展望1. 催化剂性能提升途径针对Pd基阳极催化剂的性能提升，我们可以通过优化制备方法、调整元素比例、引入其他活性组分等手段来进一步提高催化剂的活性、稳定性和选择性。

此外，还可以通过表面修饰等方法来提高催化剂的抗中毒能力。

2. 煤浆电解制氢的未来发展煤浆电解制氢作为一种新兴的制氢技术，具有较高的研究价值和应用前景。

未来，我们需要进一步优化电解液配方、提高催化剂性能、降低能耗等方面的工作，以推动该技术的广泛应用和产业化发展。