煤電化學(xué)氣化的機(jī)理及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、煤電化學(xué)氣化是通過電化學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)煤在低溫下的氣化過程，與傳統(tǒng)煤氣化相比，煤電化學(xué)氣化具有低能耗、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。該項(xiàng)研究對(duì)于實(shí)現(xiàn)煤資源的高效、潔凈利用，以及煤化工行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　本課題在前人研究工作的基礎(chǔ)上，采用計(jì)時(shí)電流、極化曲線等電化學(xué)方法以及氣相色譜、傅立葉變換紅外光譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等物理表征技術(shù)對(duì)煤電化學(xué)氣化的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了初步研究，研究內(nèi)容和得到的主要結(jié)論如下：
　?。?）通過氣相色譜分析，

2、陰極產(chǎn)生的氣體為純凈的H2；酸洗煤電化學(xué)氣化過程中陽極氣體未檢測出CO2和CO；除灰煤電化學(xué)氣化過程中檢測出少量的CO2，未檢測到CO。實(shí)驗(yàn)過程中，陽極還檢測到痕量的H2產(chǎn)生。
　?。?）紅外光譜分析表明，電解后煤表面的羥基以及酚、醇、醚的C-O基團(tuán)含量大大增加，說明了煤發(fā)生電化學(xué)氣化反應(yīng)有含氧官能團(tuán)生成。
　?。?）在GC-MS檢測中發(fā)現(xiàn)，電解后萃取物中產(chǎn)生了新的含氧衍生物，其多為酯類、硅氧烷、羧酸類等，可以推斷，在煤漿的

3、電解過程中，原煤中的有機(jī)物質(zhì)發(fā)生了氧化，生成了新的含氧的有機(jī)中間產(chǎn)物。
　?。?）明確煤電化學(xué)氣化過程的機(jī)理為：在低于析氧電勢下，煤電化學(xué)氣化的機(jī)理是煤顆粒表面的官能團(tuán)在電極表面被氧化生成含氧官能團(tuán)和少量的CO2；在高于析氧電勢時(shí)，O2氧化煤顆粒為主反應(yīng)，煤顆粒在電極表面的氧化為副反應(yīng)。
　　（5）通過對(duì)極化曲線的研究得到了塔菲爾曲線相關(guān)參數(shù)，參數(shù)表明Fe2+的添加降低了煤電化學(xué)極化的過電勢，促進(jìn)了煤電化學(xué)氣化反應(yīng)；而Fe3