活化温度对低阶煤基超容炭材料微晶结构特性的影响

作者：刘嘉淼; 王长安^*; 王超伟; 赵林; 罗茂芸; 杜勇博; 车得福

来源：煤炭转化, 2023, 46(04): 85-94.

DOI：10.19726/j.cnki.ebcc.202304010

• 煤基超容炭材料
• 微晶结构
• HRTEM
• 芳香晶格条纹
• 堆垛分布

以富油煤这一代表性的低阶煤为原料，采用KOH活化法，将富油煤与KOH按照质量比1∶2混合，在活化温度分别为600℃,700℃,800℃及900℃的条件下制备煤基超容炭材料，并使用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对煤基超容炭材料进行观测，得到煤基超容炭材料的微晶结构特征参数分布图像，图像经傅立叶变换-反傅立叶变换以及二值化、骨架化等处理，得到煤基超容炭材料微晶结构特征参数分布的定量数据。将不同活化温度下制备的煤基超容炭材料微晶结构特征参数的定量数据进行对比研究，结果表明：在活化温度分别为600℃,700℃,800℃及900℃时制备的煤基超容炭材料的晶格条纹长度平均值分别为0.73 nm, 0.77 nm, 0.86 nm及0.88 nm;在活化温度分别为600℃,700℃,800℃及900℃时制备的煤基超容炭材料晶格条纹，分别有52.52%,42.11%,48.35%以及56.09%分布在60°～105°晶格条纹角度范围内；分别有70.23%,66.86%,61.29%及59.70%分布在0.10～0.25的曲率范围内；在活化温度分别为600℃,700℃,800℃及900℃时制备的煤基超容炭材料分别有9.16%,10.68%,8.17%及11.99%的堆垛形成。可见随着活化温度的升高，晶格条纹平均长度增大，且晶格条纹取向趋于一致，较小(0～0.10)和较大(0.25～0.35)曲率的晶格条纹占比增多，堆垛数呈现增多趋势。

• 单位
  西安交通大学; 动力工程多相流国家重点实验室