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)效果對于鋁電解生產(chǎn)過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,、潤濕性及炭陽極性能之間的相互關(guān)系,。因此，本研究通過低溫煤瀝青來調(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（炭陽極）的角度，全面探討了改質(zhì)煤瀝青的化學(xué)成分、潤濕性與炭陽極性能的相關(guān)機(jī)理,。結(jié)果表明,，煤瀝青的潤濕性與粘結(jié)強(qiáng)度之間的動態(tài)平衡是保證炭陽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接觸角和靜態(tài)浸潤性的影響
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
化學(xué)成分,、潤濕性與炭陽極性能相關(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）,，貴州省教育廳高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（黔教技[2023]057號）,，貴州省教育廳滾動支持省屬高?？蒲衅脚_團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（黔教技[2022]012號）的聯(lián)合資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.129823
