家用微波炉就能把煤炭粉末转为高价值的石墨

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怀俄明大学的研究人员使用铜箔、玻璃容器和传统的家用微波炉,把煤粉转化为高价值的纳米石墨。

这一发现为怀俄明州的粉河盆地煤炭寻找到了潜在的替代用途。由于气候问题,煤电的需求正在缩小。

根据发表在《纳米结构与纳米物体》上的论文,研究人员报告说,他们用微波炉把原煤粉转化为纳米石墨,后者的应用方向很广泛,从润滑剂、锂电池到灭火器。这种“金属辅助微波处理一步到位”的新工艺,代表存在简单且相对便宜的煤炭转化技术。

物理与天文学系副教授TeYu Chien领导的团队写道:“这种方法为将大量碳源转化为具有生态和经济效益的高价值材料提供了一条新途径。”

尽管先前有研究表明,微波可用于降低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对煤进行特定的化学预处理。在他们的实验中,怀俄明大学的研究人员只是将未加工的河盆地煤炭研磨成粉末。

然后将粉末放在铜箔上,并密封在满是氩气和氢气的混合气体的玻璃容器里,然后再放入微波炉。选用常规微波炉是因为方便并且其微波功率可以满足要求。

主要作者Chris Masi说:“铜箔上有剪切过的茬口,经由微波引起火花,在几秒钟内产生了超过1800华氏度的极高温度。这就是不应将金属叉子放在微波炉内的原因。”

火花产生了将煤粉转化为多晶石墨所必需的高温,铜箔和氢气也对该过程有所贡献。最后发现,微波持续的最佳时间为15分钟。

研究人员说,这种新的煤炭转化技术还可以改进和大规模实施,以生产出更高质量和数量的纳米石墨材料。

原文:https://phys.org/news/2021-01-coal-powder-graphite-microwave-oven.html

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