研究人员将煤粉转变为微波炉中有价值的纳米石墨

使用铜箔，玻璃容器和传统的家用微波炉，怀俄明大学研究人员已经证明，煤粉粉可以转化为高价值的纳米石墨。

该发现是努力寻找Wyoming的粉末河流域煤炭的替代用途的另一个阶梯，这是由于对气候变化的担忧导致煤炭产生电力的需求正在下降。

在杂志上发表的论文中制作& Nano-ObjectsUW研究人员报告说，它们在微波炉中创造了一个环境，以成功将原煤粉末转化为纳米石墨，其用作润滑剂和从灭火器到锂离子电池的物品。这种“金属辅助微波处理的一步法”是一种新的方法，可以代表一种简单且相对便宜的煤炭转换技术。

“这种方法提供了一种新的碳源转化为具有生态和经济效益的高价值材料的新途径，”由副教授，在UW的物理学和天文学系中，由副教授领导的研究团队编写。

其他参与该项目的还有物理系的唐金科教授;化学系副教授Brian Leonard;yabovip2021范茂宏教授(石油工程与能源学院);研究生有尼泊尔的Rabindra Dulal、拉勒米的Joann Hilman、纽约州锡拉丘兹的Chris Masi和布法罗的Teneil Schumacher;尼泊尔博士后Gaurab Rimal和中国博士后徐邦。

虽然先前的研究表明，微波可用于减少煤的水分含量并去除硫和其他矿物质，但大多数此类方法需要特定的煤的化学预处理。在他们的实验中，UW研究人员将原料粉河流域煤磨成粉末。

然后，这些粉末被放置在铜箔上，用氩气和氢气的混合物密封在玻璃容器中，然后放入微波炉。选择传统微波炉是因为方便，因为它提供所需的辐射水平。

“将铜箔切成叉状时，微波辐射会产生火花，产生超过1800度的高温华氏温度在几秒钟内，“马西说，这篇论文的领先作者。“这就是为什么你不应该在微波炉内放置金属叉子。”

微波引起的火花产生了将煤粉转化为多晶石墨所必需的高温，铜箔和氢气也有助于这个过程。

虽然实验包括从3到45分钟的微波持续时间，但发现最佳持续时间为15分钟。

研究人员说，这种新的煤转化方法可以以更大的规模精制和进行，以产生更高质量和数量的纳米石墨材料。

“石墨提取程序的有限石墨储备和环境问题使这种将煤转化为石墨的替代石墨生产来源，”科学家写道。

参考:《金属辅助微波处理将原煤粉转化为多晶纳米石墨》作者:Christoffer A. Masi, Teneil A. Schumacher, Joann Hilman, Rabindra Dulal, Gaurab Rimal, Bang Xu, Brian Leonard, Jinke Tang, Maohong Fan and TeYu Chien, 2021年1月5日，制作& Nano-Objects。
DOI: 10.1016 / j.nanoso.2020.100660