煤電化學氣化的機理及動力學研究.pdf

1、煤電化學氣化是通過電化學的方法實現煤在低溫下的氣化過程，與傳統(tǒng)煤氣化相比，煤電化學氣化具有低能耗、綠色環(huán)保等優(yōu)點。該項研究對于實現煤資源的高效、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上，采用計時電流、極化曲線等電化學方法以及氣相色譜、傅立葉變換紅外光譜、氣相色譜-質譜聯用等物理表征技術對煤電化學氣化的機理和動力學進行了初步研究，研究內容和得到的主要結論如下：
　?。?）通過氣相色譜分析，

2、陰極產生的氣體為純凈的H2；酸洗煤電化學氣化過程中陽極氣體未檢測出CO2和CO；除灰煤電化學氣化過程中檢測出少量的CO2，未檢測到CO。實驗過程中，陽極還檢測到痕量的H2產生。
　?。?）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基團含量大大增加，說明了煤發(fā)生電化學氣化反應有含氧官能團生成。
　?。?）在GC-MS檢測中發(fā)現，電解后萃取物中產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，原煤中的有機物質發(fā)生了氧化，生成了新的含氧的有機中間產物。
　?。?）明確煤電化學氣化過程的機理為：在低于析氧電勢下，煤電化學氣化的機理是煤顆粒表面的官能團在電極表面被氧化生成含氧官能團和少量的CO2；在高于析氧電勢時，O2氧化煤顆粒為主反應，煤顆粒在電極表面的氧化為副反應。
　?。?）通過對極化曲線的研究得到了塔菲爾曲線相關參數，參數表明Fe2+的添加降低了煤電化學極化的過電勢，促進了煤電化學氣化反應；而Fe3