研究人员使用微波炉将粉煤转化为石墨

怀俄明大学的研究人员用铜箔、玻璃容器和传统家用微波炉证明了煤粉可以转化为价值更高的纳米石墨。

这一发现是在怀俄明州汾河盆地寻找煤炭替代用途的努力中向前迈出的又一步，因为对气候变化的担忧导致了煤炭发电需求的下降。

威斯康星大学的研究人员在《纳米结构和纳米物体》杂志上发表报告说，他们创造了一个环境，在这个环境中，微波炉成功地将原煤粉末转化为纳米石墨，纳米石墨被用作润滑剂和项目，从灭火器到锂离子电池。这种“金属辅助微波处理一步法”是一种新方法，可以代表一种简单且相对廉价的煤转化技术。

“这种方法为将丰富的碳源转化为具有生态和经济效益的高价值材料提供了一种新的方法，”华盛顿大学物理和天文学系副教授TeYu Chien领导的研究小组写道。

物理系唐教授也参加了该项目；化学系布莱恩伦纳德副教授；石油工程系、能源学院樊茂红教授；研究生Rabindra Dulal，来自尼泊尔，Joann Hilman，Laramie，Wyo，Chris Masi，Syracuse，NY，Teneil Schumacher，Buffalo，Wyo，博士后研究员Gaurab Rimal(尼泊尔)和Bang Xu(中国)。

虽然以前的研究表明，微波可以用来降低煤的水分含量，去除硫和其他矿物质，但这些方法大多需要对煤进行特定的化学预处理。在他们的实验中，华盛顿大学的研究人员只是将汾河盆地的原煤磨成粉末。

然后，将粉末放在铜箔上，在放入微波炉之前，用氩气和氢气的气体混合物密封在玻璃容器中。选择传统微波炉是为了方便，因为它提供了所需的辐射水平。

该论文的第一作者马西说：“通过将铜箔切割成叉子，微波辐射会产生火花，在几秒钟内产生超过1800华氏度的极高温度。”。“这就是为什么你不应该把金属叉子放进微波炉的原因。”

微波引起的火花产生将煤粉转化为多晶石墨所需的高温，铜箔和氢气也对这一过程有贡献。

虽然实验包括微波持续时间为3至45分钟，但发现最佳持续时间为15分钟。

研究人员表示，这种新的煤炭转化方法可以在更大范围内得到改进和实施，以生产更高质量和数量的纳米石墨材料。

“有限的石墨储量和石墨提取过程中的环境问题使得这种将煤转化为石墨的方法成为石墨生产的良好替代来源，”科学家们写道。