Insight into the Molecular Structure and Pyrolysis Kinetics of Green Petroleum Coke Extracts and Their Implications for Carbon Block Properties

甲苯 碳纤维 热解 分数(化学) 焦炭 石油焦 煅烧 化学工程 动力学 石墨 体积分数 化学 分子 材料科学 有机化学 块(置换群论) 制作 化学计量学 石墨烯 过冷 石油 中间相 化学动力学 反应性(心理学)
作者
Jiao Tan,Pei Gong,Yixing Chen,Xun He,Chongwei Li,Shen Zhu,Yanli Liu,Run Li,Chuanjun Tu
出处
期刊:Energy & Fuels [American Chemical Society]
卷期号:40 (36): 20138-20151 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.energyfuels.6c02258
摘要

Abstract The self-sintering of green petroleum coke (GPC) offers a promising route for preparing carbon blocks with a short production cycle and high structural homogeneity. However, the complex chemical composition of GPC complicates the understanding of the self-sintering mechanism, posing challenges in controlling the carbonization-induced volume changes and preventing the formation of defects and cracks, which are key barriers to the controllable fabrication of high performance self-sintering carbon blocks. Herein, the GPC is divided into toluene soluble (TS), toluene insoluble-quinoline soluble (TI-QS-90), and toluene insoluble-quinoline insoluble (TI-QI-90) fractions. Compared with TS counterparts, the heavier fraction, TI-QS-90, demonstrates obviously higher aromatic degree, carbonyl group concentration, molecular weight, and thermal stability. After calcination at 1000 °C, the TS fraction displays a typical highly ordered graphite morphology, whereas the TI-QS-90 tends to form a more disordered structure. In addition, two isoconversional methods, i.e., Kissinger–Akahira–Sunose (KAS) and Flynn–Wall–Ozawa (FWO), were employed to investigate the kinetics and thermodynamics of the self-sintering process. Both TS (109.79 kJ/mol) and TI-QS-90 (203.54 kJ/mol) show significantly lower average activation energies (Ea) than the pristine GPC (387.79 kJ/mol), indicating easier occurrence of carbonization. The higher Ea of TI-QS-90 and the toluene insoluble fraction (TI, 401.26 kJ/mol) indicate that the heavier fractions promote the formation of a denser structure as less gases are being released. Finally, all insoluble fractions were used as starting materials for carbon block preparation. The carbon block derived from the TI fraction (TI-C) exhibits flexural and compressive strengths of 18.88 and 60.73 MPa, respectively, which is 1.70 and 2.19 times higher than the GPC-based carbon block (GPC-C).

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小小小雪糕完成签到 ,获得积分10
刚刚
酷波er的应助被YunjiangZhang采纳,获得10
1秒前
einspringen发布了新的文献求助10
1秒前
SciGPT的应助被书生意气采纳,获得10
1秒前
学习者完成签到,获得积分10
2秒前
iitj完成签到,获得积分10
2秒前
CikY完成签到,获得积分10
2秒前
SciGPT的应助被lalalalala采纳,获得10
3秒前
3秒前
zlll完成签到 ,获得积分10
3秒前
bkagyin的应助被科研小白采纳,获得10
3秒前
hao关闭了hao的文献求助
3秒前
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
湘文完成签到,获得积分10
6秒前
evilbatuu发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
chancellery完成签到,获得积分10
7秒前
CherishLars发布了新的文献求助10
7秒前
Jasper的应助被顺利采纳,获得10
7秒前
rasmus完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
wlllllll完成签到,获得积分10
9秒前
light派发布了新的文献求助10
10秒前
小颖发布了新的文献求助10
10秒前
li发布了新的文献求助10
10秒前
王飞跃发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
暴龙战士图图完成签到,获得积分10
12秒前
嗯嗯发布了新的文献求助10
12秒前
炙热代丝发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
zy完成签到,获得积分20
12秒前
Pseudosalieri发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8140269
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540579
关于积分的说明 21641114
捐赠科研通 7724345
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421054
关于科研通互助平台的介绍 2546262
邀请新用户注册赠送积分活动 2463114