洁净煤技术

作者：尉琳琳, 李可可, 刘臻, 姜晓琳, 郭屹, 李永龙, 马琳鸽, 李君

关键词：烟煤,煤基石墨烯,原料粒径,结构表征,煤化工

石墨烯因其优良的理化特性，在电子、新能源、新材料等领域展现出广阔的应用前景。烟煤制备石墨烯既有利于拓展石墨烯原料范围又可以减少煤化工的碳排放。以神东烟煤为原料，基于改进的Hummer’s法制备石墨烯，并通过X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱（Raman）、扫描电镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及原子力显微镜（AFM）对烟煤制备的石墨烯及其过程产物进行了晶型、结构、表面形貌与厚度的定性与定量表征，同时研究了原料煤粉粒径对制备的石墨烯结构的影响规律。结果表明：不同粒径的神东烟煤均可通过高温石墨化形成有序度较高的石墨晶体结构，进而成功转化为石墨烯，其 XRD 谱图中出现明显的石墨烯特征衍射峰，拉曼光谱中也呈现出典型的石墨烯缺陷与 sp²杂化平面特征。随着烟煤粒径增大，制备的石墨烯缺陷增多，粒径为 46.89 μm 的烟煤得到的石墨烯样品具有石墨烯微晶堆砌厚度小、缺陷高等特点。通过 SEM、TEM 和 AFM 表征发现，制备的煤基石墨烯纳米片片层表面呈褶皱状，层数为1~2层，达到少层石墨烯的标准。本研究为烟煤的高附加值利用提供了新的思路，有助于推动燃料煤向原料煤的转型升级及双碳目标的实现。

来源：2025年第9期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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