近日，我校材料與建筑工程學(xué)院姚楨副教授團(tuán)隊(duì)在能源燃料領(lǐng)域中科院一區(qū)TOP期刊Fuel（IF = 7.4）在線(xiàn)發(fā)表了題為“Correlation between chemical composition, wettability and carbon anode performance: Exploration of high quality carbon anode preparation for aluminum electrolysis”的研究論文。
炭陽(yáng)極作為鋁電解槽的核心部件,，其主要原料煤瀝青與煅后石油焦的粘結(jié)效果對(duì)于鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中的電能消耗和碳排放具有重要影響,。然而，受到表面張力,、粘度,、孔隙度、表面化學(xué)等多種因素的共同影響,，目前研究中尚未明晰煤瀝青的化學(xué)成分,、潤(rùn)濕性及炭陽(yáng)極性能之間的相互關(guān)系。因此,，本研究通過(guò)低溫煤瀝青來(lái)調(diào)控改質(zhì)煤瀝青的化學(xué)成分,，創(chuàng)新性地利用電子順磁共振和原子力顯微鏡對(duì)煤瀝青的自由基排放和納米粘附力進(jìn)行了定量表征，從原料（煤瀝青）→中間產(chǎn)品（瀝青焦）→最終產(chǎn)品（炭陽(yáng)極）的角度,，全面探討了改質(zhì)煤瀝青的化學(xué)成分,、潤(rùn)濕性與炭陽(yáng)極性能的相關(guān)機(jī)理。結(jié)果表明,，煤瀝青的潤(rùn)濕性與粘結(jié)強(qiáng)度之間的動(dòng)態(tài)平衡是保證炭陽(yáng)極使用性能的前提條件,。研究成果為制備高質(zhì)量鋁電解用炭陽(yáng)極提供了理論依據(jù)，有利于實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略金屬鋁在電解生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳減排,。
不同溫度下低溫煤瀝青添加量對(duì)接觸角和靜態(tài)浸潤(rùn)性的影響
改質(zhì)煤瀝青與低溫煤瀝青的二維,、三維表面形貌與粘附力曲線(xiàn)
化學(xué)成分、潤(rùn)濕性與炭陽(yáng)極性能相關(guān)機(jī)理示意圖
該論文第一作者為材料與建筑工程學(xué)院分析化學(xué)2021級(jí)碩士研究生王璇,，通訊作者為姚楨副教授和中南大學(xué)仲奇凡副教授,。該研究得到貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目（黔科合基礎(chǔ)-ZK[2022]一般321，黔科合支撐[2023]一般212）,，貴州省教育廳高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)（黔教技[2023]057號(hào)），貴州省教育廳滾動(dòng)支持省屬高?？蒲衅脚_(tái)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（黔教技[2022]012號(hào)）的聯(lián)合資助,。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.129823
