煤炭仍然是一种丰富、低成本且易于获取的碳资源，在当前的能源转型中发挥着重要作用。颗粒大小是控制煤炭物理化学性质和利用效率的关键参数。减小煤炭颗粒大小可以提高燃烧反应性，降低点火温度，减少SO?/NO?排放（Shen等人，2018；Xiumin等人，2002），并在煤制液体（He, Gao, Zhang, Zhang, & Li, 2022；Hu等人，2020）、聚合物复合材料增强（Eterigho-Ikelegbe, Yoro, & Bada, 2021；G. Hu, Bian, Xue, Huang, & Komarneni, 2017；Ma, Zhang, & Gao, 2025）、液体燃料添加剂（Keboletse, Ntuli, & Oladijo, 2021；Cui, An, & Jiang, 2008）、活性炭制备（Thomas & Manoj, 2020；Matsui等人，2015；Ma, Zhang, & Gao, 2026；Xiang, Gao, & Zhang, 2025）以及碳基功能材料（Li等人，2022；Li等人，2026；Y. Zhang, Zhu, & Gao, 2025；Zhu, Gao, & Zhang, 2025）等应用中改善性能。然而，在煤炭转化和利用过程中会产生大量基于煤炭的固体废物（例如煤气化细渣和其他煤衍生残渣）。减小颗粒大小有助于从这些废物中释放和分离未燃烧的碳，从而回收碳质组分以进行更高价值的利用，并通过提高资源效率和减少净碳足迹来促进碳达峰和碳中和（He等人，2022；Ma等人，2025，2026；Xiang等人，2025）。因此，开发高效策略以生产超细和纳米级煤颗粒具有重要的科学和工业意义。
煤炭是一种莫氏硬度约为4的脆性固体，在压缩力作用下可以很容易地被粉碎成细颗粒。然而，随着颗粒大小的减小，内在缺陷的数量减少，导致研磨速率急剧下降。在亚微米尺度上，塑性变形、颗粒聚集和颗粒间粘附变得越来越显著，使得粉碎过程接近实际的限制（L, H, & S, 1990；Dyrkacz & Bloomquist, 1994；R. Zhang, Liu, & Zheng, 2021）。这种行为与流化和颗粒过程理论一致，该理论认为细颗粒由于强烈的范德华力和表面相互作用而倾向于聚集，从而显著降低了它们的有效表面积和传质/传热效率（Chao Zhu, 2005；Wang Yao, 2002）。通过能量输入或介质调节来实现和维持良好的颗粒分散状态对于增强界面现象和提高颗粒过程效率至关重要（J. Ruud van Ommen, 2012）。这些见解强调了抑制颗粒聚集和调节界面力是突破煤炭高能耗粉碎极限的先决条件。
传统的自上而下的机械粉碎技术在生产亚微米或纳米级煤颗粒时效率有限。当颗粒大小接近粉碎极限时，能耗急剧增加，使得传统研磨方法不适用于制备超细煤。因此，需要能够削弱煤结构、改善颗粒分散性和降低表面能的策略来推进超细煤的生产。
在液体介质中软化材料并削弱其结构为克服纯机械研磨的局限性提供了有希望的途径。长期以来，人们认识到溶剂辅助研磨可以降低表面能、促进裂纹扩展和减少聚集。先前的研究表明，某些有机溶剂，特别是甲醇，可以显著提高矿物的粉碎效率（Buczek, Czapliński, Czepirski, & Ho?lda, 1982；Andreola, D’Arrigo, Leonelli, Siligardi, & Pellacani, 2003；Balá?, Mockov?iaková, Boldi?árová, & Ficeriová, 1998；Hasegawa, Kimata, Shimane, Shoji, & Tsuruta, 2001；Jo, Chakraborty, Kim, & Lee, 2014；Machida, Katsumata, & Yasumori, 2021）。其机制包括在固体中的强吸附、削弱分子间相互作用、抑制塑性变形以及降低表面能，这与Rehbinder效应一致。甲醇由于其高的偶极矩与体积比，已被证明可以扩展层状矿物结构，破坏堆叠顺序，并在矿物系统中实现亚微米颗粒的形成（Buczek等人，1982；Andreola等人，2003；Balá?等人，1998；Hasegawa等人，2001；Jo等人，2014；Machida等人，2021）。
然而，现有的关于甲醇辅助研磨的研究主要集中在矿物系统或干法研磨条件下。甲醇辅助湿法研磨是否能够有效降低能量障碍、抑制聚集并生产超细甚至纳米级煤颗粒，目前仍大部分未被探索。此外，甲醇的低沸点（64.7°C）使其成为低能耗、高效率煤粉碎的有希望的介质。
本研究系统地研究了甲醇辅助湿法研磨对煤炭超细粉碎的效果和机制。通过评估颗粒大小分布和多重分形特性，阐明了甲醇介导条件下的煤炭破碎行为。分析了元素组成、形态、纹理性质、结晶度、碳结构和化学功能的变化，以揭示湿法研磨过程中的结构演变。这项工作为通过溶剂辅助研磨生产超细、超细和纳米级煤颗粒提供了基础见解，这种途径具有更低的能耗和更高的效率。
