遼科大化學(xué)工程學(xué)院在超細(xì)廢棄煤系針狀焦生焦粉高附加值利用領(lǐng)域取得新進(jìn)展
近日，遼寧科技大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院煤焦油深加工與新型炭材料研究團(tuán)隊(duì)在超細(xì)廢棄煤系針狀焦生焦粉的高附加值資源化利用方面取得重要突破，研究成果發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一區(qū)TOP，影響因子13.2）。論文第一作者為2023級(jí)碩士研究生黃嬌，通訊作者為朱亞明副教授和趙雪飛教授，遼寧科技大學(xué)為唯一完成單位。
超細(xì)廢棄煤系針狀焦生焦粉是煤焦油加工副產(chǎn)物，傳統(tǒng)處理方式利用率低、易造成環(huán)境污染。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出綠色轉(zhuǎn)化路徑，將其制備為球形活性炭，并通過(guò)酸、堿功能化改性，分別顯著提升對(duì)陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)和陰離子染料甲基橙的吸附性能，吸附容量達(dá)到原材料的2.02倍和1.59倍。更具價(jià)值的是，團(tuán)隊(duì)將吸附飽和后的材料經(jīng)KOH活化，成功轉(zhuǎn)化為超級(jí)電容器電極材料，其比電容在0.5 A/g條件下達(dá)到153 F/g，實(shí)現(xiàn)了從“廢水凈化”到“電能存儲(chǔ)”的全程資源化利用，構(gòu)建了“以廢治廢—廢料再生”的完整技術(shù)鏈條。
課題組2023級(jí)碩士研究生宋帥超的研究論文“Dual-activation engineering with molten salt and KOH: Transforming waste fine coke into ultrahigh capacitive carbon for supercapacitors”在化工三大刊《Industrial & Engineering Chemistry Research》上成功發(fā)表，通訊作者為程俊霞副教授、朱亞明副教授。該研究創(chuàng)新性地提出了“熔鹽與KOH雙活化”策略，制備出具有超高比表面積和分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的電容炭材料，并系統(tǒng)揭示了活化過(guò)程中溫度依賴(lài)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。所得材料在0.5 A/g的電流密度下展現(xiàn)出310.5 F/g的比電容，在10 A/g的大電流密度下電容保持率仍達(dá)82.4%，且組裝的對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器性能優(yōu)異。
系列研究通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控炭材料結(jié)構(gòu)與表面化學(xué)，為廢棄焦粉的高值化、功能化利用提供了可靠路徑，對(duì)推動(dòng)煤化工固廢資源利用和行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。
