近日，俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心的科学家与来自俄罗斯、蒙古和中国的同行共同提出一项将煤炭加工成多环芳烃和树脂的技术，相关研究结果发表在《材料》杂志上。

该技术可将高达97.5%的煤炭转化为有价值的原材料，最大限度减少废物量，并显著降低致癌物质苯并芘的含量。这为煤炭行业开辟了新前景，提供了比传统燃烧更环保的替代方案，所得材料可用于生产碳纤维、电极焦和其他高科技产品。

近年来，全球石油工业面临重质高硫原油占比上升问题，这些原油加工和精炼成本高昂。同时，因冶金焦需求下降，煤焦油产量降低，且其因含大量致癌化合物(如苯并芘)，环境安全性存疑。在此背景下，生产现代碳材料对新型原材料需求增长，煤炭化学加工成为颇具前景的解决方案之一。

此次国际研究团队提出的煤炭加工技术，能将其转化为有价值的液体产品和树脂。加工过程是将煤炭溶解在从煤或石油中提取的特殊液体中，专家测试了煤焦油、石油柴油及其混合物作为溶剂的效果。当加热至约380°C并在溶剂作用下，煤炭会被破坏，最终产物是多环芳烃浓缩物，产率高达97.5%。

科学家指出，溶剂会影响最终产品性质，主要区别在于芳香度，芳香度越高，所得材料的耐热性和化学稳定性就越高，对碳复合材料生产至关重要。使用煤焦油制备的材料芳香度最高，对化学工业尤其有价值。

该技术的主要优势是降低所得物质中有害化合物含量，特别是苯并芘(最危险的致癌物之一)的浓度明显低于传统煤焦油沥青。研究还发现，延长煤的溶解时间可进一步降低致癌物含量，使新技术不仅有效，且从环境角度看更安全。

这项研发成果提高了煤炭利用效率，为煤炭燃烧提供替代方案。煤炭转化为有价值化合物，废弃物极少，无论选择何种溶剂，废弃物量都不超过8%，可显著减少未利用的残留物，降低有害物质向环境中的排放水平。

这些发展可为该地区规划中的研究和生产园区奠定基础，基础研究与工业企业的结合将加速煤炭加工技术的实施。

该研究的作者之一、俄罗斯科学院西伯利亚分院化学与化工技术研究所首席研究员、化学科学博士彼得·库兹涅佐夫表示：“低温煤炭加工过程中获得的物质可成为制造致癌性较低的现代高科技碳材料的基础。它们含有更少的有害物质，并且具有适用于各种工业应用的结构。根据溶剂的不同，可以控制所得原材料的性质。例如，含有焦化树脂溶剂的产品非常适合生产针状焦——一种用于强力碳电极、电池和核能的重要材料。而含有油溶剂的产品则可用于生产碳纤维。我们的技术无需催化剂和氢气，在温和的条件下即可运行，并且几乎可以完全加工煤炭。这使得它有望替代部分石油原料并开发更环保的碳材料生产方式。”

该研究由俄罗斯科学基金会(拨款号24 - 43 - 03001)和蒙古国科学技术基金会资助，相关材料是在俄罗斯教育和科学部“科学技术十年”框架下，通过拨款编写的。