煤沥青的改性工艺研究进展

煤沥青具有含碳量高、聚合度高、资源丰富且价格低廉等优点,但其延展性差、温度敏感性强、易老化等缺点严重制约煤沥青的大规模应用,通过对煤沥青改性是其实现规模化利用的重要手段。对煤沥青的性质、危害及应用现状进行分析,论证了煤沥青改性的必要性;重点阐述了热聚法、Cherry-T、真空闪蒸法和混融法改性煤沥青工艺,提出了对煤沥青改性工艺的发展趋势,呼吁加大煤沥青的改性研究。     

改性煤沥青炭化产物结构和性能

利用化学活性物质对煤沥青进行改性处理，研究了改性煤沥青炭化产物的结构和性能。研究结果表明，改性煤沥青炭化产物的显微结构根据化学活性物质的添加量的不同可是流动状、细镶嵌状和光学各向异性结构；适量的添加化学活性物质，可得到微晶发育良好，抗氧化性优良的沥青炭化产物。     

煤沥青和石油沥青共混改性的研究进展

煤焦油沥青（简称煤沥青）具有良好的路用性能，可以替代部分石油沥青，降低对外来沥青的依赖，提高煤沥青的资源化利用，但是煤沥青中存在大量毒性多环芳烃（PAHs），限制了它的广泛应用。本文介绍了煤沥青和石油沥青二者共混的改性方法，并对其进行了系统总结，通过对比现有改性沥青的研究，发现当前的改性手段主要以化学方法为主，改性效果最佳，得出改性过程的主要局限在于如何抑制煤沥青中PAHs的毒性，减少对环境的危害；同时分析并阐释了共混改性沥青可能的物理和化学改性过程及作用机理，对下一步的研究方向和发展进行了展望，提出从物理增容剂的开发和化学催化剂的筛选来做进一步的研究，希望为国内外的沥青改性提供一定的借鉴参考。     

高附加值煤沥青制备及应用研究进展

我国能源结构是"富煤、贫油、少气",发展煤炭资源化利用技术对于保障国家能源安全不仅具有重要的战略意义,也有着广阔的市场前景。煤沥青是煤炭经高温热分解后的副产物煤焦油中重质组分,有较高碳含量是重要的工业资源,通过煤沥青性质调控来提升其附加值是重要研究方向。综述了煤沥青调控方法及应用研究进展,对煤沥青的高附加值应用进行了分析。     

煤焦油净化处理的国内外动态

具有高附加值的煤产品如煤沥青基炭纤维、煤系针状焦、中间相沥青和煤沥青浸渍剂的原料都是净化煤沥青,净化煤沥青中含有低喹啉不溶物（QI）,但是煤焦油中含有大量Q1杂质它们会对具有高附加值的煤产品的制取产生十分重大的影响。除此之外,煤焦油所含杂质很可能会使得其加工工具发生堵塞,进一步造成深加工后的产品质量低下,因此对煤焦油进行净化处理从而去除其所舍QI杂质是十分必要的。     

二乙烯基苯改性煤沥青的工艺及性能研究

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,并对其工艺及性能进行了研究.采用不同溶剂对改性前后煤沥青的组分进行分析,并测定不同工艺改性沥青的软化点、残炭率及密度等性能;采用扫描电镜对改性煤沥青炭化产物的形貌进行观察.研究表明,改性工艺对改性煤沥青的组成和性能影响很大.     

插层高岭土改性煤沥青的抗老化性能

在二甲基亚砜(DMSO)插层处理的基础上,利用高岭土以熔融复合的方式改性煤沥青,并研究高岭土的结构状态、煤沥青的老化机理和改性煤沥青的抗老化性能.X射线衍射结果表明:熔融复合过程中高岭土实现了层剥离,透射电镜观察到高岭土在煤沥青基体中呈薄片分散状态.煤沥青氧化是老化的关键,高岭土可能以阻隔空气和延缓传输的方式减少并有效控制了老化反应.与原煤沥青相比,改性煤沥青老化后亚甲基含量增幅降低了42.8%,亚砜基含量增幅降低了32.4%.老化试验进一步证实了高岭土的改性效果,6.0%(质量分数)掺量下针入度比为50.4%,而未改性煤沥青的针入度比仅为35.3%.     

四臂星型SBS改性煤沥青的流变学研究

以四臂星型SBS聚合物为改性剂,三氟化硼-乙醚络合物为催化剂,对煤沥青进行化学改性,制得改性沥青。利用热重分析、流变仪等测试技术对其流变性能和热性能进行了分析。结果表明,四臂星型SBS的加入,提高了煤沥青的热稳定性,有效地降低了沥青的温度敏感性;改性沥青体系没有明显的相分离现象。     

炭材料用改性煤沥青的结构及性能研究

进行了对甲基苯甲醛(4-MB)改性煤沥青(CTP)的中间相微观结构研究.采用偏光显微镜研究4-MB改性煤沥青的光学结构;采用扫描电镜(SEM)观察改性后煤沥青的形貌.研究结果表明,改性煤沥青的光学组织结构显著改善,随交联剂4-MB用量的不同,可得到超镶嵌(SM)、广域(D)和小域(SD)三种光学结构;改性后煤沥青出现纤维结构,煤沥青的残碳率显著提高.因此,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体.     

炭材料用前驱体煤沥青的改性

沥青原料对于炭素材料性能有重要的影响,本文介绍了炭材料用前驱体煤沥青的改性方法,对改性机理进行了详细描述,指出了目前煤沥青改性存在的问题以及未来发展的趋势.     

调制煤沥青对复合改性乳化沥青性能的影响

为提高复合改性乳化沥青的使用性能,采用加入调制煤沥青的方式和用SBS改性制备复合改性乳化沥青。结果表明,随着调制煤沥青添加量的增加,复合改性乳化沥青的延度和软化点得到改善。当添加20%调制煤沥青后,延度提高至30cm,软化点升到70℃,复合改性乳化沥青已具有良好的高低温性能。荧光显微图像和红外光谱分析表明,在改性过程中SBS与沥青材料之间除物理改性外,还发生了某种化学接枝反应形成网络构架,从而提高了SBS与沥青材料的结合强度,使得沥青体系更加稳定。     

二乙烯基苯改性煤沥青的热解行为研究

研究了二乙烯基苯(DVB)改性中温煤沥青的常压热解行为.采用SEM,TG-DTG和Raman等技术对改性煤沥青的形貌、热解过程及产物的结构进行表征.研究表明,DVB改性煤沥青中出现粒状物聚集体,改性前后煤沥青的热解行为发生了很大的变化;通过常压热解DVB改性煤沥青,可制备出粒径小于5μm且有序度较低的炭微球.     

基于吸附的粉煤灰改性利用研究进展

粉煤灰是可改性能较强的工业废弃物,充分利用改性粉煤灰的吸附性能,不仅保护环境,而且能实现粉煤灰的高附加值利用。介绍了物理改性、化学改性等不同改性方法的研究进展及吸附应用;指出复合改性工艺,尤其是物理与化学改性工艺的复合使用,是粉煤灰改性研究的重要趋势。     

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。     

煤直接液化残渣性能及应用研究进展

煤直接液化过程中经减压蒸馏产生了约30%左右的煤液化残渣,煤直接液化残渣主要由未分离的重油、未转化的煤、催化剂等有机质与无机质构成,开发煤直接液化残渣的高效清洁利用方式,有利于实现煤炭资源的合理化应用,有利于提高煤液化工艺的完整性、降低液化成本。论述了煤直接液化残渣的组成与结构,介绍了煤直接液化残渣中有机沥青烯、前沥青烯、有机大分子残渣、无机灰渣、催化剂的化学组成,通过不同的萃取方式,可以实现煤液化残渣的高效萃取及应用。系统介绍了煤直接液化残渣在气化制氢、气化制浆、共气化工艺及气体排放等方面研究,煤直接液化残渣的热解可以制备煤焦油,共热解方式改变了煤焦油的结构,提高了煤焦油的产率。煤直接液化残渣作为碳素制品可以为其提供碳源,同时煤直接液化残渣中的无机催化剂促进了新型炭材料的形成。煤直接液化残渣的结构与天然湖沥青结构相似,是潜在的沥青改性剂,利用族组成分析法评价了改性沥青的改性效果,其能够实现对石油沥青的改性;通过相容性评价,进一步优化了煤直接液化残渣的改性性能。对煤直接液化残渣的应用做了进一步展望,煤直接液化残渣在性质与应用方面的研究相当一部分还处于试验研究阶段,煤直接液化残渣的萃取与应用存在许多问题。     

复合纳米材料的制备及对路用煤沥青的改性研究

通过水热共沉淀法制备了改性纳米复合材料,利用比表面积、TEM和接触角对其进行了表征。将改性纳米复合材料应用于路用煤沥青的改性中,结果显示该纳米改性煤沥青的性能指标完全达到了90#路用石油沥青指标,可以应用于实际道路的铺设。     

煤基沥青的利用现状

煤基沥青是煤焦油加工的产品之一,因为其在我国的每年产量比较多,因此对其加工和利用对于煤焦油加工显得非常重要及迫切。简单介绍了煤基沥青的组成及分类,由于其种类繁多,所以其应用领域相对也会多。着重介绍了煤沥青改性的研究进展,为今后煤基沥青的发展提供了方向。今后的煤沥青主要会向着环保发展,廉价的改性剂也是未来发展和研究的方向之一。     

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     

煤沥青基功能碳材料的研究现状及前景

我国煤沥青资源丰富,但深加工技术落后,产品附加值低,实现煤沥青高附加值利用是亟待解决的重大课题。本文介绍了以煤沥青为原料合成高性能功能碳材料的主要技术,重点阐述了以煤沥青为原料制备中间相沥青、多孔碳材料、碳纤维、二维纳米碳材料及碳基复合材料的研究进展。分析表明,高芳香性和高缩合度分子结构所引起的强π-π相互作用是阻碍煤沥青基高性能功能碳材料设计合成的瓶颈问题。通过催化聚合、氧化、共热解等技术手段可有效改善煤沥青分子结构及其物理、化学性质。结合模板复制、物理/化学活化、界面诱导以及催化石墨化等技术可实现多种功能性碳材料结构设计与表面化学性质调控。发展煤沥青分子结构调控新技术作为改善煤沥青基碳材料性能的重要策略,需要系统深入研究。     

SBS与聚异丁烯协同改性煤沥青流变性能的研究

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、聚异丁烯二组分对煤沥青进行物理协同改性,研究了改性沥青的结构及流变性能。通过SEM及流变性能测试表征,研究结果表明:聚异丁烯的加入在一定程度上解决了SBS的离析现象,SBS改性煤沥青的断面平整,但存在离析现象;SBS与聚异丁烯二组分协同改性的煤沥青断面也较平整,结构较均匀,说明改性剂已经与沥青几乎融为一体。SBS与聚异丁烯协同改性煤沥青改善煤沥青的低温粘度,而且增强其弹性。最后得出煤沥青协同改性的最佳比例为4%SBS及4%聚异丁烯。