产品开发

正发展煤沥青基功能碳材料前途光明我国钢铁工业体量巨大,焦炭产量占全球总产量的一半以上。高温煤焦油是焦炭生产过程中的主要副产物,煤沥青占高温煤焦油总量的55%以上,资源很丰富,但目前深加工技术落后,产品附加值低。煤沥青高附加值利用成为具有重大意义的研发课题。以煤沥青为原料合成高性能功能碳材料是一条很有前途的途径。包括以煤沥青为原料制备中间相沥青、多孔碳材料、碳纤维、二     

煤沥青基高性能碳材料的研究进展

煤沥青碳含量及芳香度较高,具有优异的导电及导热性能,是优质的功能碳材料前驱体。目前我国对煤沥青的深加工技术比较落后,因此急需开发性能优异的高附加值煤沥青基碳材料,缓解能源与环境问题。文章综述了近年来煤沥青基高性能碳材料的研究进展,重点总结了沥青基碳纤维、碳微球、多孔碳等材料的制备技术及应用发展前景。     

产品开发

正新型氮掺杂碳基纳米材料成研发热点碳基纳米材料具有高强度、高硬度、优良耐腐蚀性等优点,是21世纪替代传统材料的优秀新型材料。将氮元素以多种形式掺杂到碳纳米材料中,获得新型结构和形貌的新型氮掺杂碳基纳米材料,可改善碳纳米材料许多不足之处,具有非常优异的物理和化学性质,目前已合成了空心碳球、碳纳米管、碳纳米颗粒、碳纳米片等多种氮掺杂碳基纳米材料,在催化、电化学、吸附等许多领域中具有广阔的应用前景,成为材料领域的研究热点。     

中间相沥青合成技术及发展前景研究进展

中间相沥青具有来源广、成本低、碳化程度高、易于加工等特点,常被用来制备泡沫炭、多孔碳、碳纤维等高级碳材料.本文主要讲述了中间相沥青的制备方法及应用领域.综述了直接热缩聚法、共炭化法、催化改性合成法、加氢改性合成法、溶剂萃取法等.其中,直接热缩法的工艺简单,成本低廉,是现在最常用的一种合成方法.芳香烃制备中间相沥青成本高,因此以煤沥青为原料制备中间相沥青的实验研究具有广泛的研究价值.     

中间相沥青基碳纤维研究进展

中间相沥青基碳纤维是应用于电子、新能源、建筑等行业的高性能材料,也是航空航天和国防工业领域必不可少的特种材料。文章概述了国内外中间相沥青基碳纤维的发展及产业化现状,综述了国内以石油、煤以及萘等不同原料制备中间相沥青基碳纤维的研究进展,为高性能碳纤维的制备和应用提供参考。     

木质素碳纳米材料制备及在催化中的应用研究进展

木质素是自然界储量丰富的可再生资源,含碳量高且具有三维网状结构和大量共轭结构。碳材料是一类具有极大应用价值的催化材料,特别是在电催化、热催化和光催化领域。以木质素为原料制备高活性的木质素碳基催化剂是实现木质素高附加值利用有效的途径之一。木质素碳催化材料研究涉及化学、化工和物理等多个学科领域,制备性能优异和稳定性良好的木质素碳基催化剂仍充满挑战。本文主要总结了木质素碳材料的制备研究进展,以及介绍了木质素碳材料在光催化、热催化和电催化等领域的应用研究现状。此外,还分析了当前木质素碳基催化材料存在的问题,并展望了未来的发展趋势和重点研究方向。     

煤催化微波热解技术及其碳基吸波催化剂研究进展

微波技术与煤热解技术结合而成的煤微波热解技术可高效地治理传统煤热解技术中环境污染高和资源利用效率低的难题,为低变质煤的清洁高效利用和分级提质利用提供了新的思路。煤催化微波热解技术能有效改善热解升温特性和产物分布,从而受到较多学者的关注。本文从低变质煤催化微波热解技术发展历程着手,概述了国内外煤催化微波热解研究技术进展,通过加入Fe、Co、Ni和Cu等金属化合物或焦炭、活性炭等碳材料作为吸波剂,能显著增强煤对微波的吸收能力,提高热解升温速率、产物收率及产物质量,而有些金属化合物在微波热解反应中不仅起到吸波作用,还具有催化作用。碳基吸波催化剂作为一种性能优越的煤微波热解催化剂,具有优越的电磁和吸波性能、较好的催化性能和高经济性等优点,本文在煤催化微波热解技术研究现状的基础上,对碳基吸波催化剂进行了较为详细地分析,概述了碳基吸波催化剂的碳基体和催化活性组分的研究进展,对比了3种常见碳基吸波催化剂制备方法的优劣势。最后,总结了碳基吸波催化剂在研发过程中存在的难题,并展望了低变质煤催化微波热解技术的应用前景。     

煤沥青加氢的有效途径

针对煤焦油沥青高芳香度、高缩合度和高杂原子含量的特点,在用作制备高性能沥青基炭纤维及其它高级炭材料的原料时,须对煤沥青进行改性处理。详细介绍了煤沥青加氢还原的有效途径,包括Birch还原法、溶剂加氢法、催化氢化法、醇类加氢法和电化学加氢法等,并对加氢作用机理及其应用前景作了详细评述。     

煤基功能炭材料的制备及应用

基于分子化学工程和纳米材料科学的技术理念，发展和应用煤基功能炭材料，对于实现煤炭资源清洁利用以及高附加值煤炭产业升级具有重要意义。煤是由芳香族和氢化芳香族基团组成的、具有三维(3D)交联网络结构的天然材料。独特的分子结构特性赋予煤(煤的衍生物)具有合成多种煤基功能炭材料的巨大潜力。近20 a来，煤基功能碳材料取得了很大进展，对其进行全面总结，有利于明确煤炭及其衍生物制备功能碳材料的现状和发展方向。利用分子剪切、化学气相沉积、电弧放电、静电纺丝等技术手段，实现了零维到三维煤基功能碳材料的可控制备，系统梳理了煤基石墨烯炭量子点、炭球、炭纳米管、炭纤维、煤基石墨烯及煤基多孔炭的研究现状。重点总结了多维煤基炭功能材料在储能、催化、界面分离等领域的优势和不足。分析讨论了煤基功能炭材料面临的可控度低、分子结构复杂以及合成手段难以规模化应用等问题，以期为新型煤基功能炭材料的设计、制备和应用提供一定的参考和启示。     

苯基乙烯基MT硅树脂的合成及其在LED封装中的应用

以苯基三甲氧基硅烷、二乙烯基四甲基二硅氧烷为原料,通过酸催化水解及碱催化缩合两步法制得高性能苯基乙烯基MT硅树脂。采用~1H NMR、~(29)Si NMR、FT-IR、GPC等表征了其分子结构。并以合成的苯基乙烯基MT硅树脂为主要原料制备了一种高硬度、高强度、粘接性能优良的LED高折射率封装硅橡胶。     

三种不同原料中间相沥青的性质表征

为更深入地理解不同原料制备的中间相沥青的性质差别,从挥发分、饱和度、分子量分布、有序度的角度研究了以萘、煤沥青、精制煤液化沥青（DCLR）为原料的3种中间相沥青,分析手段包括偏光显微镜、元素分析、TGA、红外光谱（FTIR）、MALDI-TOF MS、XRD、拉曼。结果表明：萘系中间相沥青分子量最高且分布窄,挥发分低,饱和基团含量高,分子柔性大,平面性和规整性较差,分子堆砌紧密度较低,有序度较差,因此具有较低的软化点和广域流线型光学组织结构;煤系中间相沥青分子量较高,分布最宽,挥发分高,饱和度低,烷基侧链少,分子刚性和平面性较大,易堆积成紧密结构,因此具有较高的软化点,流动性差,较难形成流线型光学组织结构;DCLR系中间相沥青分子量低且分布窄,挥发分较高,含有一定量的饱和基团,分子具有一定的韧性,分子刚性和规整性较好,有序度高,因此流动性较差,软化点较高。     

炭/炭复合材料用浸渍剂煤沥青研究进展

本文介绍了炭/炭复合材料用浸渍剂煤沥青的结构组成与性能特点,分析了影响煤沥青浸渍性能的关键因素,总结对比了近几年浸溃用煤沥青改性方法的优缺点.指出煤沥青的开发和生产应该兼顾残炭率、流动性、黏度和软化点等因素,从而减少浸渍次数,降低炭/炭复合材料的生产成本.     

煤焦油低温萃取分离技术的开发与应用

介绍了枣庄矿业集团煤化工研究院有限公司与中国矿业大学联合研发的煤焦油低温萃取技术,利用1#溶剂、2#溶剂对煤焦油轻质、重质组分溶解度的不同,快速低能耗地将煤焦油分为轻质和重质两种组分,然后根据不同需要,将轻质组分和重质组分加工为不同产品。该技术克服常规煤焦油分离技术设备装置投资高、占地大、能耗高、环境污染严重等问题,为煤焦油加工探索出一条新的技术路线。     

活化剂对煤沥青及其沥青焦的改性作用初探

初步探讨了活化剂的加入对煤沥青的焦化活性、沥青焦的结构、氧化活性和导电性的影响,实验结果表明：活化剂改性后的煤沥青,固定碳含量提高。用这种煤沥青制得的沥青焦,其抗氧化性提高,在活化剂加入量适宜时沥青焦的导电性能也有所提高。     

对甲基苯甲醛改性煤沥青的研究

以对甲基苯甲醛 ( 4 - methyl benzaldehyde,简称 4- MB)为改性剂 ,在对甲苯磺酸( PTS)的作用下对煤沥青进行了改性研究 .采用傅立叶红外光谱 ( FT- IR)和核磁共振氢谱 ( 1H-NMR)对煤沥青改性机理进行分析 ;采用扫描电镜 ( SEM)观察改性后煤沥青的形貌 ;采用光学显微镜观察改性沥青热解产物的光学结构 .结果表明 ,对甲基苯甲醛在酸性催化剂的催化作用下与煤沥青发生亲电取代反应 ,改性后煤沥青出现纤维结构 ,改性沥青热解产物的光学组织结构为较好的广域 ( D)结构 .因此 ,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体 .     

沥青基C／C复合材料氧化性能影响因素分析

综述了影响沥青基C／C复合材料氧化性能的一些宏观和微观因素及交互作用。分析表明：沥青浸渍剂的组分与性能及热处理温度影响沥青基C／C复合材料的宏观结构和微观结构,使复合材料具有不同的抗氧化性能;不同类型与织构的纤维其抗氧化性能也不相同,亦影响C／C复合材料抗氧化性能。     

煤沥青改性后流变性能的变化分析

为了探讨对苯二甲醛(TPA)对煤沥青改性后流变性能的变化,采用旋转黏度计测定了煤沥青及TPA改性的煤沥青的表观黏度,研究了表观黏度与温度的关系;采用示差扫描量热法研究了煤沥青和TPA改性的煤沥青的热行为。结果表明,TPA改性的煤沥青的黏度与温度的关系曲线呈现W型,在200℃～225℃处于低黏流区,表观黏度值200mPa.s～400mPa.s,可以作为浸渍剂煤沥青使用;TPA改性的煤沥青在高于225℃时,表观黏度值迅速上升;TPA改性的煤沥青在低黏度区域具有较低的活化能,这对煤沥青的浸渍工艺有益。     

铝电解槽用石墨化阴极材料的研究

以4种国产焦炭、3种国产煤沥青为原材料，采用热模压成型、一次焙烧、高压浸渍、二次焙烧和石墨化等工艺开展了铝电解槽用石墨化阴极材料的研究。在对原材料结构和理化性能分析的基础上，考察了原材料种类和配比不同的15个试样在热处理过程中的收缩率和体积密度的变化，并对石墨化后的试样的各项理化性能与工业发达国家生产的石墨化阴极炭块的性能指标进行了对比分析。结果表明，以国产焦炭和煤沥青为原材料，经过适当的混配和热处理工艺得到的石墨化阴极材料试样，其综合性能指标已达到铝电解槽对高性能石墨化阴极材料的要求。     

煤沥青基微晶炭的制备及其储锂性能

以工业副产物煤沥青（coal tar pitch, CTP）为原料,采用高温炭化法制备煤沥青基微晶炭,利用XRD、Raman光谱、SEM、TEM和XPS等手段对其微观结构和表面化学性质进行表征,并探究微晶炭用作锂离子电池负极材料的储锂特性。结果表明,煤沥青经不同温度（800~1100℃）炭化处理后可制备出石墨微晶和无定形炭共存的微晶炭。炭化温度是影响煤沥青基微晶炭的微晶片层、纳米孔道和结构缺陷等微观结构特征和表面化学性质的重要因素。当炭化温度为800℃时,煤沥青基微晶炭CTP-800具有较为有序的石墨微晶片层和丰富的纳米孔道、结构缺陷等无定形炭,且两者有机结合,相互镶嵌,构筑成三维网络结构,同时炭基体表面含有适量氧/氮官能团。该微晶炭用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性,在50mA/g电流密度下可逆容量可达305mA·h/g,1000mA/g大电流密度下仍可维持在174mA·h/g,经100次循环后可逆容量保持率超过99.0%,显示出良好的倍率性能和优异的循环稳定性,是一种较为理想的锂离子电池负极材料。煤沥青基微晶炭 CTP-800优异的储锂特性与其炭基体中含有石墨微晶片层与纳米孔道、结构缺陷等无定形炭和炭表面富含氧/氮官能团等因素密切相关。