中间相炭微球的二次生长

为考察中间相的形成和生长机理,将一种煤沥青制备的中间相炭微球添加到另一种沥青中进行二次热缩聚,结果发现中间相炭微球可以进行二次生长。二次热缩聚中间相炭微球的产率、粒径分布、表面和断面的形貌表明添加的中间相炭微球对于沥青热缩聚过程的物理作用更为主要;二次热缩聚过程包含了添加的中间相炭微球的二次生长过程和原料沥青独立成核生长两个相互竞争的过程,中间相炭微球的添加量对这两个过程有着重要的影响;中间相炭微球的生长是基本构筑单元不断进入相界面的构筑过程。     

添加对甲苯磺酸对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青为原料,对甲苯磺酸为添加剂,在硅油分散体系中420℃热处理2h制备中间相炭微球,研究对甲苯磺酸用量对中间相炭微球形成的影响.利用SEM、FT-IR等方法对所得产物进行分析和表征,发现对甲苯磺酸对平面大分子芳烃的生成具有催化作用,能促进中间相炭微球的形成.在一定的热处理条件下,控制PTSA的用量,实现均相成核,能制备出球形度好、粒径均一的中间相球体.     

原生QI成核中间相炭微球的结构

以含有原生ＱＩ的煤沥青为原料,采用热缩聚方法制备出中间相炭微球,用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了中间相炭微球的形貌和断面结构,经初步判断,在实验条件下原生ＱＩ成核煤沥青基中间相炭微球更倾向于“地球仪”型结构,并对以ＱＩ为核形成中间相微球的过程进行了分析。     

新型沥青基高比表面积活性炭的制备及性能

以松香改性煤沥青热处理产物为原料,通过KOH活化法制备高比表面积活性炭。采用偏光显微镜和XRD对松香改性煤沥青热处理产物进行表征,采用氮物理吸附仪对所制备活性炭的孔结构参数进行分析,并对其吸附性能进行研究。研究表明:松香改性煤沥青热处理产物不仅含有大量的中间相炭微球而且具有更高的结构有序度。另外,这种热处理产物在活化过程中能产生更多的孔隙结构。当松香添加量为煤沥青的5%(wt,质量分数)时,所制备的活性炭具有最高的比表面积、中孔含量和最佳的吸附性能。     

碳纳米管对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青和碳纳米管为原料进行热缩聚反应,制备出含有碳纳米管的中间相炭微球,采用扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪和X射线衍射(XRD)等分析手段对其形貌及结构进行了表征。研究了添加碳纳米管对中间相炭微球形貌、粒径、产率、微晶结构及热缩聚工艺的影响。结果表明添加碳纳米管能够促进小球成核,阻止小球的融并长大,使炭微球的粒径减小,分布均匀,但过多的碳纳米管会导致球形度变差及中间相沥青产率的降低;碳纳米管的存在使石墨片层尺寸减小,石墨化程度降低;碳纳米管经过酸煮处理后,可以获得球形度更好、含有更大比例碳纳米管的中间相炭微球。     

中间相炭微球的制备及结构研究

以煤沥青为原料,采用热聚合的方法,在不同的保温时间下制备出中间相炭微球,通过SEM、激光粒度分析和XRD等分析手段对其表面形貌、粒径分布和微晶结构进行了分析,研究了聚合时间对其球形度、表面QI、粒径分布、微晶结构的影响.结果表明:随着保温时间的延长,中间相炭微球的球形度均较好,表面的QI减少,表面变得比较光滑,粒径分布变得比较集中,微晶结构也较好,当进一步延长保温时间,粒径分布又变得比较分散,微晶结构也变差.     

乳液法制备中间相炭微球的研究

为制备高性能中间相炭微球(MesocarbonMicrobeads,简称MCMB),选用三种不同中间相含量的石油渣油沥青为原料(中间相体积含量:PP185%,PP290%,PP3100%),采用乳液法制备中间相沥青微球(MesophasePitchMi crobeads,简称MPMB),再经预氧化和炭化处理,制得圆整度好、收率高、球径分布窄的中间相炭微球。利用扫描电子显微镜(SEM)考察了MPMB的微观形貌,同时还利用激光粒度分析仪测定了MPMB的粒度分布。研究了乳液法制备MPMB的影响因素,研究结果表明:(1)耐高温硅油适宜作为乳液法的导热分散介质;(2)不同中间相含量的沥青制备微球时有其适宜的处理温度和时间(PP1:320℃,30min;PP2:330℃,30min;PP3:355℃,30min),且制得的微球收率(收率:PP1相似文献   

碳纳米管/中间相炭微球复合材料锂离子电池负极材料研究

采用热缩聚法(温度为420℃、反应时间为2 h)制备出碳纳米管/中间相炭微球复合材料。研究了碳纳米管添加量对中间相炭微球的形成和形貌的影响,以及对碳纳米管/中间相炭微球复合材料充放电性能的影响。实验结果表明,5%(质量分数)的碳纳米管添加量有利于中间相炭微球的形成,碳纳米管/中间相炭微球复合材料作为负极材料的锂离子电池充放电容量可达到337 mAh/g,20次循环后容量仍保持88%。     

硅油分散体系中间相炭微球的制备与结构研究

以煤沥青为原料,硅油为分散剂和导热介质制备出表面光滑、平均粒径小、分布均匀、收率高的中间相炭微球(MCMB).利用偏光显微镜、SEM和TEM等手段对MCMB的形貌、结构、粒径和收率进行分析.结果表明,热处理温度和保温时间对MCMB的形成有重要影响,在较低的温度350-380℃可得到MCMB,随保温时间的延长,MCMB的...     

碳纳米管对中间相炭微球抗氧化性能的影响

通过原位热缩聚、模压成型、高温烧结制备了中间相炭微球/碳纳米管复合块体材料,采用热重分析和恒温氧化方法研究了碳纳米管对中间相炭微球抗氧化性能的影响。结果表明:原位添加适当比例的碳纳米管可以增强中间相炭微球的抗氧化性能。随着碳纳米管含量的增加,碳化处理后的炭材料微晶层间距变小,抗氧化性能增强;当添加5%碳纳米管时,样品初始失重温度提高了40℃,氧化10小时后质量损失仅为8.55%;但过多的碳纳米管会使微球粒径分布变宽,球形度变差,导致块体材料气孔率增加,降低了其抗氧化性能。     

高电导率低热膨胀系数针状焦的制备

将不同量的中间相炭微球(MCMB)引入煤沥青后经过二次生长、融并和中间相重排,制备出层状结构良好和性能优异的针状焦(NCs)。用偏光显微镜观察和分析了所得中间相和半焦组织的结构;用X射线衍射仪和扫描电镜分析了NCs的微观结构;用高精度电阻率测试仪测试了电阻率;用热机械分析仪测定了热膨胀系数。结果表明：加入适量的MCMB有利于提高焦的有序性,促进针状焦石墨片层结构的形成,显著降低针状焦的电阻率和热膨胀系数值;MCMB的添加量(质量分数)低于50%时,NCs结构有序性随着添加量的提高而提高;MCMB的添加量超过50%,则焦的质量下降。MCMB的添加量为50%时电阻率和热膨胀系数值(0°~100℃)分别降低27.9%和45.7%,石墨化度提高46.2%。     

硅油/煤沥青乳液制备中间相炭微球

以中温煤沥青为原料,耐高温硅油为分散剂和导热介质,通过在反应釜中混合形成硅油/煤沥青乳液来制备中间相炭微球(Mesocarbon Microbeads,MCMB)。利用SEM、激光粒度仪和XRD分析等,研究了硅油用量对MCMB形成的影响。结果表明:硅油添加量对MCMB的形成有重要影响,当加入少量硅油后,MCMB粒径显著减小,分布均匀,小球表面较光滑,粘结现象减少,微晶结构得到改善,但四氢呋喃不溶物(THFI)收率降低。增加硅油用量,MCMB的粒径大小和微晶结构变化不大,小球之间粘结少,THFI收率增加,但小球表面附着小颗粒。当硅油/煤沥青的质量比为3∶1时,可得到粒径分布窄,D50为0.82μm,表面比较光滑,收率为8.2%的MCMB。     

二乙烯基苯改性煤沥青的热行为研究

以中温煤沥青为单体,二乙烯基苯为交联剂,在对甲苯磺酸（PTS）的催化作用下对煤沥青进行改性。采用差示扫描量热法（DSC）和热重－差热分析（TG－DTA）对改性前后的煤沥青进行热行为分析。研究表明,经过改性后煤沥青结晶组分的存在形式、数量以及相转变方式发生很大变化;改性后煤沥青的表观活化能降低、反应活性变大;改性后煤沥青的热分散起始温度显著提高、失重率明显降低。因此,经过改性的煤沥青可作为炭材料优良的基体前驱体。     

对甲基苯甲醛-煤沥青COPNA树脂的合成及性能

以煤沥青为单体、对甲基苯甲醛(PM B)为交联剂,在对甲苯磺酸的催化作用下合成缩合多核芳烃(COPNA)树脂。采用FT-IR和1H-NM R研究其反应机理;采用SEM分析不同时间该COPNA树脂的形貌;采用TG-DSC研究该COPNA树脂的热行为。研究表明,煤沥青能与PM B合成COPNA树脂,其反应机理为酸催化下的阳离子型缩聚反应;COPNA树脂的合成中出现很多微纤,随交联聚合程度的加深,微纤相互缠结并融合;COPNA树脂具有很好的耐热性和较高的炭收率。     

炭/炭复合材料用煤沥青的改性及性能研究

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和核磁共振氢谱对煤沥青改性机理进行分析;采用扫描电镜观察改性煤沥青的形貌;采用热解重量分析仪分析改性沥青的热行为.实验结果表明,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,改性沥青的耐热性优良,残炭率大大提高.因此,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体.     

炭材料用基体前驱体沥青的改性研究

首次以二乙烯基苯为交联剂,在酸性催化剂的作用下对煤沥青进行了改性研究,同时对改性后的煤沥青进行显微结构和耐热性分析。研究结果表明：改性后的煤沥青不仅出现大量的中间相小球,而且耐热性优良,可作为炭材料优质的基体前驱体。     

对苯二甲醛-煤沥青COPNA树脂的合成及性能

以煤沥青为单体、对苯二甲醛为交联剂,在对甲苯磺酸的催化作用下合成缩合多核芳烃(COPNA)树脂。采用FT-IR和1H-NMR研究其反应机理;采用TGA-DSC研究该COPNA树脂的热行为。此外,研究了反应时间对COPNA树脂不同组分的影响。结果表明,煤沥青能够与对苯二甲醛合成COPNA树脂,其反应机理为酸催化下的阳离子型缩聚反应;COPNA树脂不仅具有很好的耐热性和炭收率,而且具有很好的粘结和工艺性能。     

In situ preparation and mechanical properties of CNTs/MCMBs composites

By adding carbon nanotubes (CNTs) into medium temperature coal tar pitch, mesocarbon microbeads (MCMBs) were obtained via thermal condensation, then CNTs/MCMBs composites were in situ prepared using compression molding. The morphology, structure and mechanical properties of CNTs/MCMBs composites were characterized by optical microscope, digital camera, scanning electron microscope (SEM) and mechanical test machine. Results showed that CNTs were used as the nucleating agent and could inhibit the growth and coalescence of MCMBs. The optical textures of CNTs/MCMBs composites showed similar characteristics to the thermal condensation products from coal tar pitch with CNTs. The mass ratio of CNTs to coal tar pitch played an important role in the mechanical properties of CNTs/MCMBs composites. The density and bending strength of CNTs/MCMBs composite first increased and then decreased with the increase of the proportion of CNTs. When the proportion of CNTs was 5 wt%, the density of the composite reached the maximum (1.76 g/cm³). In addition, the bending strength of the composite reached the maximum (79.6 MPa) as adding 2 wt% CNTs into coal tar pitch.