研究人員用微波爐將煤粉變成石墨
懷俄明大學的研究人員使用銅箔、玻璃容器和傳統(tǒng)的家用微波爐證明，煤粉可以轉(zhuǎn)化為價值更高的納米石墨。
這一發(fā)現(xiàn)是在尋找懷俄明州粉河盆地煤炭替代用途的努力中又向前邁進了一步，因為對氣候變化的擔憂導致煤炭發(fā)電需求下降。
在雜志上發(fā)表的論文納米結(jié)構(gòu)與納米物體，威斯康星大學的研究人員報告說，他們創(chuàng)造了一個環(huán)境烤箱微波爐成功轉(zhuǎn)換原煤粉成納米石墨，被用作潤滑劑和項目，從滅火器到鋰離子電池。這種“金屬輔助微波處理一步法”是一種新方法，可以代表一種簡單且相對便宜的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)。
“這種方法為將豐富的碳源轉(zhuǎn)化為具有生態(tài)和經(jīng)濟效益的高價值材料提供了一條新途徑，”由華盛頓大學物理與天文系的 TeYu Chien 副教授領導的研究小組寫道。
參與該項目的還有物理與天文系的湯金科教授;化學系Brian Leonard副教授;石油工程系、能源學院范茂宏教授;研究生 Rabindra Dulal，來自尼泊爾，Joann Hilman，來自 Laramie，Wyo.，Chris Masi，來自 Syracuse，NY，Teneil Schumacher，來自 Buffalo，Wyo。和博士后研究人員 Gaurab Rimal(尼泊爾)和 Bang Xu(中國)。
雖然之前的研究表明微波可用于降低煤的水分含量并去除硫和其他礦物質(zhì)，但大多數(shù)此類方法需要對煤進行特定的化學預處理。在他們的實驗中，華盛頓大學的研究人員只是將粉河盆地的原煤磨成粉末。
然后將該粉末放在銅箔上，并在放入微波爐之前用氬氣和氫氣的氣體混合物密封在玻璃容器中。選擇傳統(tǒng)的微波爐是因為方便，并且因為它提供了所需的輻射水平。
“通過將銅箔切成叉狀，微波輻射會產(chǎn)生火花，在幾秒鐘內(nèi)產(chǎn)生超過華氏 1800 度的極高溫度，”該論文的第一作者馬西說。“這就是為什么你不應該把金屬叉子放在微波爐里的原因。”
微波引起的火花產(chǎn)生了將煤粉轉(zhuǎn)化為多晶石墨所需的高溫，銅箔和氫氣也有助于這一過程。
雖然實驗包括3 到 45 分鐘的微波持續(xù)時間，但發(fā)現(xiàn)最佳持續(xù)時間為 15 分鐘。
研究人員表示，這種煤轉(zhuǎn)化的新方法可以在更大范圍內(nèi)進行改進和實施，以產(chǎn)生更高質(zhì)量和數(shù)量的納米石墨材料。
“有限的石墨儲量和石墨提取程序的環(huán)境問題使這種將煤轉(zhuǎn)化為石墨的方法成為石墨生產(chǎn)的一個很好的替代來源，”科學家們寫道。
標簽： 煤粉