两种不同原料中间相沥青分子结构的研究

采用偏光显微镜、族组成分析、红外光谱(FI-IR)、核磁共振(NMR)等研究手段,对两种不同中间相沥青FCC-MP(石油渣油热缩聚中间相沥青)和AR-MP(萘系催化合成中间相沥青)的组成结构进行研究,结果表明:100%中间相沥青在稠环芳烃区都有3个平行的红外特征峰(870,810,750 cm-1),且3个吸收峰的强度相近;FI-IR和NMR测试都表明,不同中间相沥青的支链比例差别很大,AR-MP分子上含有较多的甲基支链和环烷结构,非芳香碳占总碳原子的21%,FCC-MP分子上的支链和环烷比例较少,非芳香碳占总碳原子的14%,分子结构中支链和环烷结构有利于形成大融并体,降低软化点和熔融态黏度;根据1H-NMR和13C-NMR谱图计算出两种沥青吡啶可溶物(PS)的H、C分布数据和分子结构参数,并推导出两种中间相沥青PS组分的平均分子结构模型.     

原料及缩聚条件对中间相沥青性质的影响

本研究用刮膜蒸发器对制备中间相沥青的原料（软化点为６０℃的石油沥青）进行了分离，并分别以未分离的沥青及分离出的重质沥青为原料在不同的条件下调制成中间相沥青。探讨了原料分子量分布及缩聚过程中温度、Ｎ２流量、缩聚时间对中间相沥青族组成分布、软化点和可纺性等性质的影响。     

中间相沥青分子量分布的测定

通过对中间相沥青进行还原、烷基化增溶处理,使之完全溶于测试溶剂四氢呋喃,测定了中间相沥青的平均分子量,并采用宽分布校正方法,确定了中间沥青的分子量分布。     

合成中间相沥青

本文综述了用于制备高性能炭纤维的中间相沥青的合成方法，阐明了合成机理并介绍了我们这方面开展的一些工作。     

改性煤沥青热转化中间相结构性质与表征

采用实验室自制石英管式炉,以中温煤焦油沥青（CTP01）、改性沥青（CTP02）进行热缩聚反应。通过红外光谱（FT-IR）、拉曼（Raman）、X射线衍射法（XRD）、热重（TG/DTG）以及偏光显微镜对CTP01和CTP02在热转化过程中生成的中间相沥青进行了表征分析。结果表明：在反应温度430℃、恒温时间7 h制得中间相沥青,CTP02内部具有排列规整、取向性更好的芳香片层分子,热聚合后明显相对分子质量变大,芳环上的取代基明显增强,稠环芳烃含量增加;CTP01制得中间相沥青光学各向异性含量较低,很难形成稳定的区域型结构,主要以中小区域镶嵌型为主,而CTP02制得中间相沥青光学各向异性含量较高,易形成广域型结构。     

中间相沥青炭纤维研究

本文采用石油重质渣油，通过加压－减压两段热缩聚方法调制中间相沥青，并对其进行了收率测算，元素分析，红外光谱分析、热台偏光显微镜观查等，研究了其组成和结构。将上述纤维经单孔纺丝、预氧化、炭化处理后，利用扫描电镜研究了所得炭纤维的横截面形态结构。实验结果表明：两段式热缩聚可获得中间相含量高、收率、热稳定性及可纺性好的中间相沥青。由该沥青制备的炭纤维横截面呈洋葱皮形态结构，平均直径１０μｍ，拉伸强度１．７８８ＧＰａ，断裂伸长１．１％。     

中间相沥青流变性的研究

流变性是中间相沥青的重要物性。本文用高温旋转粘度计研究了几种中间相沥青的粘度—温度及流动曲线。沥青的粘度—温度曲线分软化、平稳流功、固化三部分。平稳流动区域的宽窄同原料的原始结构及软化点有关。中间相沥青在剪切作用下结构变形,表现为剪切变稀,是非牛顿流体。但在高温阶段,剪切变稀不明显,成为假牛顿流体。以玻璃化转变温度为参考温度,松驰因子:αΥ=(η/Τ)/(ηg/Τg),用WLF公式对粘度—温度曲线关联,0到较好的关联结果。根据沥青的流变性,找出有可能得到高性能材料的中间相沥青。     

中间相沥青的纺丝—中间相沥青的成纤及碳纤维的结构

考察了几种不同缩聚条件下所得中间相沥青的熔纺过程,发现挤出沥青丝在喷丝板毛细孔口处的胀大率(d_m/d_0)及其最大拉伸比(V_LV/_0)max与喷丝板毛细孔径及纺丝温度有关。 中间相沥青的软化点及β树脂(BI—PS)直接决定了熔融沥青的表现粘度和拉伸粘度,对最大拉伸比(V_L/V_0)max具有显著的影响。 在相同的熔纺条件下,从T渣油中间相沥青制备的碳纤维显示了放射型横截结构,但从美A240中间相沥青制得的碳纤维却显示了乱层型横截结构,说明了碳纤维的横截结构受到中间相沥青组成的强烈影响。     

Carbon-boron-nitrogen alloys from borazarene-derived mesophase pitches

Synthetic routes to new C-B-N-containing mesophase materials from borazarene-type precursors have been explored. Such mesophases have the potential for forming C/BN alloys which could be processed in analogous ways to carbonaceous mesophases, e.g. into cokes, fibres and composites. Carbon-boron-nitrogen-based mesophase pitches have been generated at ambient pressure by pyrolysis of borazarenes in the presence of AlCl₃. The AlCl₃ is essential for mesophase formation in these systems. Pyrolyses of 10-chloro-9-aza-10-boraphenanthrene and 2,2′-bis(dichloroborylamino)biphenyl have both yielded black, optically anisotropic pitches. These precursors form C/BN ceramic alloys which are turbostratic following heat treatment to 1000 °C. The alloys show a clear advantage in terms of their oxidation resistance, compared with that of carbon derived from naphthalene mesophase pitch, despite contamination with AlCl₃, which probably catalyses their oxidation.     

热聚合温度对煤液化沥青制备中间相沥青的影响

为制备优质的中间相沥青,以煤液化沥青为原料,在不同热聚合温度下制备中间相沥青,采用偏光显微镜、红外光谱仪、XRD、热分析等测试仪器对所得中间相沥青进行分析和表征。结果表明,温度对中间相沥青的收率、形貌和结构影响显著。随着温度升高,中间相沥青的收率降至86.2%,H含量降至3.96%,S含量有所下降,残炭率增大;中间相小球体的尺寸增大,逐渐出现融并现象,最终形成广域型中间相;煤液化沥青中的稠环芳烃、芳香烃的含量明显增加,烷烃成分则明显减少;煤液化沥青中的无定型区含量减少,分子的排列与取向性变好。选择低的热缩聚温度(410~420℃),适当延长反应时间有利于反应方向的控制,从而达到制备优质中间相的目的。     

图像处理技术在测定沥青中间相含量中的应用

中间相含量作为炭材料前驱体沥青的一项关键指标,在研究和制备中间相沥青时具有着重要的意义。图像处理法测定中间相含量在参考传统定量显微技术的基础上,结合计算机图像处理技术划分出偏光图像中的3个区域,有效地分辨出中间相和各向同性部分的灰度阈值,从而能较为便捷准确得出中间相含量。对比于选择性溶剂萃取法的结果,该法能更好地反映中间相的真实含量。     

异质双向加热匣钵的研制

研制了一种用于Hogannas法生产直接还原铁的异质双向加热匣钵。试验表明采用这种匣钵代替原来的匣钵可使加热时间缩短13.3％。     

Characterization of liquefied wood residues from different liquefaction conditions

The amount of wood residue is used as a measurement of the extent of wood liquefaction. Characterization of the residue from wood liquefaction provides a new approach to understand some fundamental aspects of the liquefaction reaction. Residues were characterized by wet chemical analyses, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X‐ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). The Klason lignin content of the residues decreased, while the holocellulose and α‐cellulose contents increased as the phenol to wood ratio (P/W) increased. A peak at 1735 cm^?1, which was attributed to the ester carbonyl group in xylan, disappeared in the FTIR spectra of the residues from liquefied wood under a sealed reaction system, indicating significantly different effects of atmospheric versus sealed liquefaction. The crystallinity index of the residues was higher than that of the untreated wood particles and slightly increased with an increase in the P/W ratio. The SEM images of the residues showed that the fiber bundles were reduced to small‐sized bundles or even single fibers as the P/W ratio increased from 1/1 to 3/1, which indicated that the lignin in the middle lamella had been dissolved prior to the cellulose during liquefaction. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2007     

原料对电热法制磷的影响分析

分析探讨了磷矿石、炭质还原剂、硅石及其化学组分对电热法制磷的影响,认为优化配置磷矿资源可以提高电炉法生产黄磷的综合效益.     

不同材质PVC-U管材拉伸性能的评价

通过测定不同材质PVC-U管材的拉伸性能,分析其在拉伸过程中试样截面积和密度的变化及应力-应变曲线的不同,讨论了不同材质PVC-U管材拉伸屈服点判定方法、真应力、拉伸机制的差异。     

不同原料生产的CPE对PVC改性的影响

选取三种不同PE原料,采用相同的氯化工艺及配方生产CPE,通过对经CPE改性后的PVC流变性能测试和型材加工应用实验,研究了不同原料生产的CPE对PVC改性的影响。     

Removal of metal ions from aqueous solution by activated carbons obtained from different raw materials

The adsorption of Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ and Cd²⁺ from aqueous solution at 293 K by activated carbons obtained from different raw materials was studied. These carbons were prepared by water vapour pyrolysis of the raw materials—apricot stones, coconut shells and lignite coal. The influence of the solution pH on the adsorption processes has been studied. The presence of other metal ions in the solution decreases the adsorption of each of the ions. The selective adsorption of the metal ions is observed but the ones preferentially adsorbed do not completely prevent the adsorption of other ions. The chemical nature of the carbon surface and metal ions have great significance for the adsorption process.     

化石原料制氢技术发展现状与经济性分析

对煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢以及工业副产回收氢气等化石原料制氢技术发展现状进行了详细分析,研究对比了几种化石原料制氢技术的生产成本与经济性,并对化石原料制氢产业发展前景进行了深入思考,总体认为：煤制氢具有资源成本优势,是实现大规模制氢的首选技术;天然气制氢发展潜力大,但目前存在资源约束和成本较高的问题;工业副产回收氢气是未来颇具发展潜力的制氢方式;甲醇制氢规模灵活,但存在设备成本高、稳定性较差等不足。在当前太阳能等新能源制氢技术尚未成熟的现实条件下,化石原料制氢必将担当主要角色,未来氢能产业必将是化石原料制氢与电解水制氢、新能源制氢多种方式共存、多元化发展的供给格局。