面向未来“双碳”形势下低阶煤高值化利用研究进展与思考

摘要

我国低阶煤储量丰富，主要以燃烧利用为主，附加值低；热解、气化等热转化方式一定程度上实现煤的清洁利用，但未改变煤炭能源利用属性；制备碳点等高附加值碳纳米功能材料，可实现煤的高值化和清洁高效利用，但其通常以高阶煤为原料并采用强酸氧化法制备，产生二次污染同时造成残煤资源浪费.随着国家能源储备转型及“双碳”政策推进，清洁高效利用低阶煤、开发低阶煤非能源属性温和转化利用方法、制备高附加值新型碳纳米材料，成为低阶煤高值化利用的创新举措.本文简要介绍了我国低阶煤分子结构特性及高值利用现状，分析了煤的利用转化方法和碳纳米材料制备的基本工艺，重点阐述了低阶煤化学转化过程中的氧化方法与最新进展，对比了不同氧化方法效果和不同煤种化学氧化产物、技术及经济性差异，指出未来低阶煤制备碳纳米材料应集中的研究方向为煤结构精准解析、高效解聚转化机理、杂原子赋存形式及作用分析和潜在应用领域拓展.

关键词

低阶煤 / 氧化转化 / 非能源属性 / 碳纳米材料 / 高值利用

基金资助

国家自然科学基金区域创新发展联合基金资助项目（U21A21321）