煤炭学报

作者：唐跃刚, 徐靖杰, 郇璇, 王绍清, 陈鹏翔,

关键词：无烟煤, 煤基石墨烯, XRD, Raman, FT-IR,

为研究云南小发路无烟煤制备煤基石墨烯及其谱学特征，采用改良的 Hummers 氧化还原法制备煤基石墨烯，并综合利用透射电镜(TEM),X 射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等表征手段对原煤以及过程产物的化学结构进行表征，结果表明高温石墨化显著改善了小发路无烟煤的微晶结构，晶粒尺寸增加，平均芳香层数可达54.84，有利于后续氧化插层形成氧化石墨烯;氧化反应产生了大量含氧官能团，增加了煤基氧化石墨烯的缺陷度(ID1/IG=2.06)，层间距可达0.790 nm;还原氧化石墨烯表面含氧官能团大幅度减少，缺陷度减小至1.58，芳构碳的有序度增加，成功制得煤基石墨烯;透射电镜下发现小发路无烟煤晶格条纹大部分为无定向弯曲，层间堆垛较厚，所制备的煤基石墨烯则呈透明薄层状，表面含有较多翘曲，边缘处可观察到线性晶格条纹，层数达3~5层。小发路无烟煤的含氧官能团以酚、醇、醚、酯为主，羧基含量较低，羟基共检测到环状羟基、与醚作用形成氢键的羟基、羟基间氢键相连的羟基、与芳香体系形成氢键的羟基以及自由羟基等5种，氧化后的煤基氧化石墨烯表面含氧官能团以醚和/或环氧化物、自缔合羟基和OH—醚氧键/环状羟基和羧基为主，而还原后煤基石墨烯中剩余的少量含氧官能团主要为醚和/或环氧化物，其稳定性较强，通过水合肼还原难以消除。

来源：2020年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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