氧化石墨烯改性煤沥青：成焦行为与影响分析

"该研究探讨了添加氧化石墨烯(iGONSs)对煤沥青成焦行为的影响，通过多种分析手段如TEM、TGA、偏光显微镜和XRD，深入研究了改性氧化石墨烯对煤沥青热解、焦化产物光学组织和微晶结构的改变。结果表明，iGONSs可以提高煤沥青的耐热性能，改变碳质中间相的形成，并影响焦化产物的微晶结构。" 在煤沥青的化工处理过程中，添加改性氧化石墨烯(iGONSs)是一项创新的技术策略。氧化石墨烯，一种二维碳纳米材料，因其独特的性质，如高比表面积、优异的导电性和化学可修饰性，在多种领域有广泛应用。在本研究中，iGONSs是通过异氰酸苯酯改性得到，旨在优化其与煤沥青的相互作用。 通过透射电子显微镜（TEM）观察，研究人员能够揭示iGONSs的微观结构，这对于理解它们如何分散在煤沥青中以及如何影响其热稳定性至关重要。热重分析（TGA）则揭示了添加iGONSs后煤沥青的热分解行为变化。实验结果显示，iGONSs的添加提高了煤沥青的热分解温度，降低了热失重率，这意味着添加iGONSs的煤沥青具有更好的耐热性能，能在更高温度下保持稳定。 偏光显微镜的使用有助于分析焦化产物的光学组织。焦化是煤沥青转化为碳材料的关键步骤，其中光学各向异性单元的尺寸是评估焦化质量的重要指标。研究发现，iGONSs的存在改变了煤沥青碳质中间相的形成方式，起到了成核和抑制生长的作用，导致最终焦化产物的光学各向异性单元尺寸减小。这种变化可能改善了碳材料的结构均匀性。 最后，X射线衍射（XRD）分析用于研究焦化产物的微晶结构。随着iGONSs添加量的增加，焦化产物的微晶层间距增大，而平均微晶高度和宽度减小。这表明iGONSs可能影响了煤沥青焦化的结晶过程，使得形成的碳结构更细密，可能有助于提高碳材料的性能，例如电导率或机械强度。 添加氧化石墨烯(iGONSs)对煤沥青的成焦行为产生了显著影响，不仅提高了耐热性能，还调整了焦化产物的微观结构，这对优化煤沥青的转化过程，提升碳材料的品质具有重要意义。这些发现对于煤炭资源的高效利用和新型碳材料的研发提供了理论指导和技术支持。