新型中间相炭微球的制备及表征

采用甲醛对煤沥青进行聚合改性,然后经热聚合工艺制备中间相炭微球(MCMB),并对MCMB的结构及性能进行了研究.采用偏光显微镜和XRD对MCMB的结构进行分析,采用SEM对所制备的MCMB形貌进行分析,采用TGA对MCMB的热行为进行分析.结果表明,所制备的MCMB收率达35.1%,其平均粒径约为10μm,MCMB表面聚集了粒径小于0.5μm的小球;粒径较小的MCMB在偏光显微镜下不呈现各向异性;MCMB的平均微晶层间距距d002为0.342 0 nm,平均微晶高度Lc为3.42 nm,平均微晶大小La为2.38 nm;MCMB的5%(质量分数)热分解温度为618℃,整个过程的总失重率为15.12%.     

中间相炭微球研究进展

中间相炭微球是一种新型炭材料，它是在研究中间相的过程中发展起来的，其理论基础是中间相理论。系统地介绍了中间相炭微球的发展过程，制备原料和制备方法，此外，还对中间相炭微球的分析方法，应用领域进行了介绍，并对其发展前景作了预测，指出了几个重要的发展方向。     

中间相炭微球的研究进展

中间相炭微球(mesocarbon microbeads,MCMB)具有良好的化学稳定性、优良的导热导电性能,是一种有着极大开发潜力和应用前景的炭材料。本文对中间相炭微球的形成机理及其性能的改进进行了概述,并介绍了其作为锂离子电池负极材料的优势、嵌锂模型、电化学性能的改进方法及其发展趋势。     

中间相炭微球的活化

以煤焦油为原料用热解法制备的中间相炭微球由ＫＯＨ活化,其活化条件为：碱炭比１：１～５：１,活化温度在８５０℃～１０００℃．通过对活性发微球的形态、比表面积和孔结构的分析发现,在９００℃下活化３０ｍｉｎ,碱炭比为５：１时,活性炭的比表面积最大可达３０８０ｍ２／ｇ．活化温度升高时,比表面积先增大而后减小,孔径分布向大的方向漂移．活化时间的影响与活化温度的影响相似．     

活性中间相炭微球的研究进展

活性中间相炭微球是一种性能优异的新型高比表面积活性炭材料.概述了活性中间相炭微球的制备方法、活化反应机理及其应用进展.     

煤焦油系中间相炭微球的制备

以煤沥青为原料,采用热缩聚法制备中间相炭微球。用扫描电子显微镜（SEM）分析了煤沥青中原生喹淋不溶物（QI）的形貌,考察了不同有机溶剂对分离中间相微球的影响;并使用X－射线衍射方法（XRD）分析了炭化和石墨化炭微球的结构变化。     

沥青基中间相炭微球的制备

以中温沥青为原料,采用热聚合方法制备中间相炭微球。利用扫描电镜、X射线衍射仪、偏光显微镜、热重分析和红外光谱等表征手段对炭微球形成及结构进行研究,结果表明:中温沥青具有芳香结构,在热聚合过程中存在热解、聚合、取向、结构重排等,在400℃条件下,炭微球形成为一次生长成型,不同聚合时间对炭微球的形貌和尺寸影响不大,可得到粒度分布均匀、具有一定光学特征的中间相炭微球。     

中间相炭微球制备工艺的研究

中间相炭微球是一种优良的锂离子电池负极材料。以沥青为原料,通过对喹啉不溶物(QI)、反应温度、反应时间和气体流量等指标的研究,摸索出了一条实验室制备路线,得到了合格的中间相炭微球,并对其作为负极材料的物理性能和电化学性能进行了检测和分析。     

Tween20对中间相炭微球制备分离过程的影响

通过对中间相炭微球（MCMB）表面形貌的分析,说明添加Tween20样品E4的团聚现象明显低于原样AY,煤沥青聚合的MCMB的形成过程以融并生长和球形基本单元构筑方式生长。针对MCMB制备过程中存在的中间相小球体分离困难、产品收率低、生产成本高等问题,研究了以煤沥青为原料,采用聚合法制备分离MCMB的过程中,非离子表面活性剂Tween20对MCMB分离效率及结构、性能的影响。结果表明：Tween20对MCMB的最终性能未产生不利影响,在分离萃取剂中添加质量分数为0.1%的Tween20时,滤饼渗透性大幅提高,过滤时间明显减少,分离效率可提高近25%,同时MCMB的分离收率最高,达到23.3%。Tween20的加入使得制备的MCMB及石墨MCMB均具有良好的分散性,从而保证了其作为制备锂电池负极材料的良好充放电性能。     

中间相炭微球制备及应用概述

中间相炭微球（MCMB）是一种新型的炭材料,拥有杰出的化学稳定性、热稳定性、优良的导电导热性能,已引起人们的广泛关注。本文概述了MCMB的结构与形成机理、各种制备方法。以及在高密度各向同性炭材料、锂离子电池负极材料的应用研究及其最新研究进展;并展望了MCMB的应用和研究前景。     

中间相炭微球的分子动力学模拟与特性研究

对煤焦油中温沥青和煤基氢化沥青生成的中间相小球进行分子动力学模拟,计算结果显示了氢化沥青生成的中间相比煤焦油中温沥青生成的中间相具有更松散的堆砌结构,这能够很好地解释2种中间相的XRD,SEM,甲苯不溶物和MALDI-TOF的实验结果。说明在炭质中间相的计算机模拟中,可以采用统计结果作为分析对象来进行模拟计算,进而对试验结果预判和进行定性的分析。     

中间相炭微球浆料凝胶反应动力学

以自由基聚合反应动力学原理为基础,研究中间相炭微球水基浆料凝胶反应动力学。考察了引发剂用量、催化剂用量、模具温度和单体浓度对凝胶反应的影响。结果表明,当引发剂初始浓度小于或等于10.96 mmol/L,中间相炭微球水基浆料的凝胶反应时间和诱导时间与引发剂初始浓度的-1/2成正比;当引发剂初始浓度大于10.96 mmol/L时,凝胶反应时间和诱导时间为常数。在引发剂加入量足够的情况下,随着模具温度的升高,诱导时间大大缩短,凝胶反应时间基本不变;凝胶反应时间和诱导时间都随单体浓度的增加而减少,与催化剂的加入量无关。     

煤系中间相炭微球质量控制研究

研究了反应温度、反应时间、溶剂种类和表面热处理等条件对制备中间相炭微球的影响。结果表明,炭微球的收率随着反应温度的升高先增长后下降,在430℃达到最大值;随着反应时间的增加炭微球的粒径逐渐增大;表面热处理能提高炭微球表面的光洁度;N,N-二甲基酰胺(DMF)替代甲苯作为溶剂可以提高工艺安全性。在合适的条件下可制备出粒径10～15μm、比容量大于350 mAh/g的炭微球。     

添加剂对中间相炭微球结构的影响

以石油渣油为原料，分别添加2％的Nl10炭黑和2％的二茂铁制备中间相炭微球，考察了这两种添加剂对中间相炭微球结构的影响。实验结果表明，与添加炭黑制备的中间相炭微球相比，添加二茂铁制备的中间相炭微球结构规整，内部含有α-Fe粒子，在热处理过程中，α-Fe粒子对微球结构的石墨化转变具有催化作用。     

共混沥青制备中间相炭微球的研究

在一种普通煤焦油沥青中,加入几乎不含喹啉不溶物(QI)的一种新型沥青,作为共混沥青。利用普通煤焦油沥青和共混沥青,分别经分离制备得到炭微球。利用反射偏光显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪等表征手段进行分析,发现用共混沥青制备得到的中间相炭微球(MCMBs)为复杂的未定义结构,球形度好,表面较光滑,整体粒径分布更加均一。     

由中间相炭微球制备高密度各向同性炭

以中间相炭微球（ＭＣＭＢ）为原料,在常温下压制成型。所用ＭＣＭＢ由不同一次吡啶不溶物含量的煤焦油在不同条件下聚合反通过热过滤及吡啶抽提分离而得。考察了不同原料、成型压力、热处理温度及升温速率对炭制品的密度及收缩率的影响。１０００℃下炭化后炭制品的表观密度最高达１．７５ｇ／ｃｍ＾３。     

中间相炭微球的活化与成孔过程的研究

以沥青中间相炭微球为原料，采用KOH作活化剂制备高比表面积活性炭。考察了碱炭比、活化温度和保温时间等工艺因素对活性炭结构与碘吸附性能的影响。研究表明：活性炭的比表面积、总孔容与碘吸附性能随碱炭比、活化温度和保温时间的变化均呈先增大后减小的趋势，孔径分布随碱炭比的增大、活化温度的提高和保温时间的延长向孔径增大的方向位移。由于具有独特的层状结构，中间相炭微球在KOH活化成孔过程中表现出明显的各向异性，与垂直层面方向上相比，孔隙更容易在平行层面方向上形成和生长。     

锂电负极材料中间相炭微球的应用研究进展

锂离子电池作为一种新的化学能源，已经引起了研究者越来越多的关注。其中中间相碳微球市场发展潜力较大，但目前行业发展仍面临产量低、成本高等问题，难以满足日益增长的市场需求，因此中间相碳微球相关研究仍需进一步深入。本综述从材料的制备方法着手，总结了锂离子电池中间项碳微球以及其复合负极材料的最新研究进展，探讨了制备方法、以及复合负极材料储锂性能的进展。     

重质煤沥青制备中间相炭微球的研究

以溶剂萃取获得的富含原生喹啉不溶物(PQI)的重质煤沥青为原料,通过热聚法制备中间相炭微球(MCMB)。研究了聚合条件对MCMB的微观形态、收率及β树脂含量的影响规律。结果表明,包裹在MCMB表面的PQI微粒抑制了其长大,在420℃反应4~6 h制备出的MCMB球形度好、粒度小且均匀;MCMB收率随反应时间的延长、聚合温度的升高而增大,最高能达45%以上;其β树脂含量随反应时间的增加而显著减小,炭化后的MCMB表面由许多1μm左右的片状颗粒堆砌而成,仅含C、O两种元素。     

添加石墨对中间相炭微球制备的影响

以煤焦油沥青为原料，天然鳞片石墨为添加剂，采用聚合法制备中间相炭微球。研究了天然鳞片石墨添加量对中间相炭微球形成及生长的影响，发现在相同热处理条件下，添加石墨有使微球直径减小、分布均匀的趋势。添加一定量的石墨使中问相炭微球的收率增加。