【摘 要】
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构造煤是煤层受地质构造作用发生破裂、变形、粉化和变质的产物,开采为粉状末煤,大量廉价粉状末煤提质增效是有待研究的难题。本论文以两对共生的构造煤（构造煤在受到构造运动前与原生结构煤变质程度相同）和原生结构煤为对比研究对象,利用氧化还原法制备煤基石墨烯技术,探讨构造煤制备煤基石墨烯的可行性;运用TEM、XRD、FT-IR、Raman等煤结构分析测试方法,探究煤基石墨烯的结构;利用电化学性能测试方法,分
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构造煤是煤层受地质构造作用发生破裂、变形、粉化和变质的产物,开采为粉状末煤,大量廉价粉状末煤提质增效是有待研究的难题。本论文以两对共生的构造煤（构造煤在受到构造运动前与原生结构煤变质程度相同）和原生结构煤为对比研究对象,利用氧化还原法制备煤基石墨烯技术,探讨构造煤制备煤基石墨烯的可行性;运用TEM、XRD、FT-IR、Raman等煤结构分析测试方法,探究煤基石墨烯的结构;利用电化学性能测试方法,分析构造煤基石墨烯储存锂离子的性能。结果表明:所研究的构造煤制备石墨烯是可行的,组装的锂电池的性能优越。主要结果及结论如下:（1）构造煤可用于石墨烯的制备,构造煤基石墨烯微晶尺寸和有序度优于原生结构煤基石墨烯。煤经高温石墨化后用于石墨烯的制备,在透射电镜下发现构造煤基石墨烯呈透明薄纱状,XRD结果显示坦家冲构造煤基石墨烯微晶尺寸（La=6.672nm,Lc=1.150nm）大于原生结构煤基石墨烯微晶尺寸（La=5.855nm,Lc=1.050nm）,Raman结果显示构造煤基石墨烯晶格有序度（ID/IG=0.91）高于原生结构煤基石墨烯（ID/IG=1.03）,构造煤制备的石墨烯晶面更趋于完善,且在2600℃、2400℃石墨化温度下制备的煤基石墨烯,以及不同沉积相煤制备的石墨烯,都存在上述规律。（2）构造煤基石墨烯用于锂离子电池,其电化学性能优于原生结构煤基石墨烯。在2800℃石墨化温度下制备的坦家冲构造煤基石墨烯用于锂离子电池负极材料具有优异的储锂性能,在200 m A.g-1的电流密度下经200次循环后可逆容量达612.8 m Ah.g-1,在1.6 A.g-1的大电流密度下仍可维持在258.6 m Ah.g-1。其优异的储锂性能与较大的微晶尺寸,丰富的纳米孔道,同时表面含有适量的Si元素密不可分。（3）2600℃石墨化温度下制备的坦家冲构造煤基石墨烯,其电化学性能优于2800℃石墨化温度下制备的坦家冲原生结构煤基石墨烯,石墨化温度的降低有利于能源节约。综上所述,构造煤用于石墨烯制备是可行的,这为构造煤的高附加值利用提供了广阔前景。相比原生结构煤而言,构造煤基石墨烯的结构与电化学性能更加优越。
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