硫存在下的中间相炭微球制备及形貌

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中间相碳微球的制备与性能

Ｖｏ１．１０Ｎｏ．２
Ｊｕｎ．２０１３
文章编号：１６７２ —９３３１（２０１３）Ｏ２ —００８９－０４
中间相碳微球的制备与性能
李春艳，刘其城，刘鹏
（长沙理工大学物理与电子科学学院，湖南长沙４１０００４）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏａｌｔａｒａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｒｍａｌｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｏｎ — ｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｏｆｃｏａｌｔａｒｐｉｔｃｈｆｏｒｐｒｅｐａｒｉｎｇＭＣＭＢ．Ｔｈｅｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｐｏｌａｒｉｚｅｄｌｉｇｈｔｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎａｌｙｚｅｒａｒｅｕｓｅｄｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｄｄｉｎｇｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｅｏｉｌａｓｔｈｅｒｍａｌｄｉｓ — ｐｅｒｓｉｏｎｍｅｄｉｕｍｈａｓｍａｄｅｔｈｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎｅｍｕｌｓｉｏｎ，ｂｅｔｔｅｒｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄ

活性炭微球

上世纪80年代末德国Blucher-GMB和美国Winfield及欧州国家联合研制NBC防护用SARATOGA 微球形活性炭，它是由石油沥青或高聚物经特殊工艺制成的新型吸附剂。

沥青类化合物热处理时发生热缩聚反应生成各向异性的中间相小球体，将其分离制成微米级的中间相炭微球。

再将其表面活化制成吸附剂，有一般活性炭不可比拟的高强度、高比表面积、强吸附能力。

日本大阪煤气公司用KOH/NaOH活化中间相炭微球得到微孔活性炭微球，比表面积为3000-4600m2/g。

沈曾民用KOH作活化剂制备出中孔型活性炭微球，具有高含量的中孔孔容，是一种理想的双电层电容器电极材料。

采用优质或无烟煤及粘合剂、催化剂等经粉碎、混和、成球、干燥、碳化、活化而制成。

具有较大的比表面积和孔隙结构。

外观呈灰黑色球形或椭球形颗粒，机械强度高，脱硫性能好。

硫容量高，应用阻力小，气流分布均匀等优点：本产品广泛应用于净化半水煤气、原料气天燃气、油田气、煤气及二氧化碳气体中的H2S 及部分有机硫化物。

中间相炭微球形成机理的研究的开题报告

中间相炭微球形成机理的研究的开题报告题目：中间相炭微球形成机理的研究一、研究背景及研究意义：中间相炭是一种二维介孔聚合物材料，具有优异的物理和化学性质，在高分子化学、能源存储等领域有着广泛应用。

中间相炭微球是中间相炭的一种重要结构形态，具有较为规整的形貌和分布，具有优异的催化、吸附性能和分子筛分离等优点。

因此，研究中间相炭微球的形成机理及影响因素具有重要的科学和应用价值。

二、研究目的：本课题旨在研究中间相炭微球的形成机理及影响因素，为进一步优化制备中间相炭微球提供基础理论和实验基础。

具体目标包括：1. 通过不同的中间相炭合成方法制备中间相炭微球样品，对其形貌、结构和性质进行表征，并对比分析不同合成方法的优缺点；2. 探究影响中间相炭微球形成的主要因素，如表面性质、反应条件等，建立中间相炭微球形成的机理模型；3. 优化中间相炭微球的制备方法，实现精准控制中间相炭微球的形貌和分布，为其应用提供基础技术支持。

三、研究内容：1. 中间相炭微球的制备方法研究：采用不同的中间相炭合成方法，如水热法、溶胶-凝胶法等，制备中间相炭微球样品，并采用XRD、TEM等技术进行材料表征；2. 影响中间相炭微球形成的因素研究：探究反应温度、pH值、反应时间等因素对中间相炭微球形成的影响，建立微球形成机理模型，并通过形貌和结构表征验证其合理性；3. 中间相炭微球制备方法的优化研究：通过改变反应条件、添加助剂等方法，实现中间相炭微球形貌和分布的优化，进一步探究中间相炭微球的应用前景。

四、研究方法：本课题主要采用实验研究和理论模型相结合的方法，其中实验研究主要包括样品制备和表征，通过不同的实验方案和技术手段获得关键数据；理论研究主要包括数据分析和建模，通过对实验数据的统计和分析，建立模型，探究中间相炭微球形成机理及影响因素。

五、预期成果：1. 制备了一系列中间相炭微球样品，并对其形貌和结构进行了表征和分析；2. 探究了影响中间相炭微球形成的主要因素，并建立微球形成的机理模型；3. 优化了中间相炭微球的制备方法，实现了更高的精准度和可控性。

功能碳材料中间相炭微球特征及储锂性能

1、简述中间相炭微球的结构特征，影响其结构的因素有那些？举例说明答：MCMB结构有“地球仪”型、“洋葱”型、“同心圆”型、“平行层”结构和“弯曲层”结构等结构。

影响因素有沥青类化合物的种类、组成等；添加剂种类；热缩聚温度和时间；反应环境压力；环境气氛等因素。

①从原料来看，决定反应完成后中间相微球粒径大小的主要因素取决于沥青混合物中分子在系统加热时发生反应，形成的稠环芳烃（一次QI）在溶液体系中的含量。

根据文献2，随着稠环芳烃含量的增加，MCMB的产量增加，粒径减小。

稠环芳烃含量的增加会增大溶液粘度，抑制中间相小球的生长和融合，证明稠环芳烃在MCMB的初生和成长过程中起着关键作用。

因为不同的沥青化合物反应后产生的稠环芳烃的量不同，所以这可以说明不同种类的原料沥青类化合物会影响MCMB的结构。

②从添加剂来看，物理添加剂主要通过外观形貌（几何形状和尺寸大小）对碳质中间相的形成和发展产生影响；化学添加剂主要靠其化学性质来影响中间相的形成和发展。

根据文献1中描述，以二茂铁为添加剂进行反应，不仅可以充当物理添加剂的作用，具有“形核”和“防止融并”的作用，还可以诱导微球内部分子定向排列。

即随着热缩聚反应温度的提高，芳烃化合物可以与二茂铁反应生成α-Fe并吸附在芳烃缩聚物表面，对热缩聚反应具有催化作用，在一定程度上促进片层分子的有序堆积。

与使用炭黑为添加剂制得的中间相微球对比，添加二茂铁制备中间相沥青微球的热缩聚收率和微球产率都较高。

③从温度和反应压力来看，中间相是液相炭化反应的一个中间状态，所以反应温度对其影响极大，而且密闭环境下温度变化可以改变压力大小通过改变反应体系内组份含量来调节体系粘度，从而控制反应根据文献2，随着反应温度的升高，反应体系中中间相热转化速度加快，导致经由热分解得到的低分子化合物增多，高温下气体又发生膨胀，所以体系的压力增加。

又由于高温下沥青中各种平面芳香分子之间缩聚程度的增加，形成分子量大、热力学稳定的稠环芳烃，使体系的粘度增大，导致中间相沥青软化点随反应温度的升高而升高，而且这种反应导致了中间相小球的生成和生长，提高了中间相小球的粒径。

国标中间相炭微球

国标中间相炭微球
【实用版】
目录
1.中间相炭微球的定义和特点
2.中间相炭微球的应用领域
3.中间相炭微球的发展前景
正文
中间相炭微球是一种具有特殊孔隙结构和优异性能的炭材料，它介于石墨和金刚石之间，具有良好的导电性、热稳定性和化学稳定性。

由于其独特的物理和化学性质，中间相炭微球在众多领域都具有广泛的应用。

首先，中间相炭微球在能源领域具有重要的应用价值。

它可以作为高性能的锂离子电池负极材料，有效地提高电池的能量密度和循环稳定性，从而实现更高效的能源存储。

此外，中间相炭微球还可以用于制备超级电容器，其大比表面积和优良的电导性能为超级电容器提供更高的电容和更稳定的工作性能。

其次，中间相炭微球在环境领域也有广泛的应用。

它可以作为催化剂载体，提高催化剂的活性和稳定性，从而实现更高效的催化反应。

此外，中间相炭微球还可以用于吸附和分离有害物质，如重金属离子、有机污染物等，为环境保护提供有力支持。

随着科技的不断发展，中间相炭微球的研究逐渐深入，其应用领域也将不断拓展。

在未来，中间相炭微球有望在电子、生物医学、航空航天等领域发挥更大的作用，为我国的科技创新和产业发展提供有力支持。

总之，中间相炭微球作为一种具有优异性能的炭材料，具有广泛的应用前景。

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硫存在下的中间相炭微球制备及形貌
刘秀军;王成扬;李同起
【期刊名称】《天津大学学报》
【年(卷),期】2003(036)003
【摘要】在煤焦油沥青中添加硫,420 ℃下反应7 h得到了不同形貌的中间相炭微
球.通过对沥青中间相族组成、软化点和甲苯可溶物(TS)相对分子质量的测定,发现
硫在热缩聚反应中交联作用明显.扫描电子显微镜(SEM)对中间相炭微球形貌的表
征结果显示,随着硫在原料中加量的增加,生成中间相构筑单元的时间推迟,中间相炭
微球的尺寸变大;另一方面,体系中的硫使先前生成的中间相炭微球表面活性点增多,
中间相炭微球在碰撞时会发生粘连,后续的中间相构筑单元的堆积将产生各种异形,
如哑铃形和蛹状等.另外,在开放体系中,使用氮气鼓泡,过快地形成了中间相炭微球,
这种炭微球存在大量的裂缝.

【总页数】4页(P267-270)
【作者】刘秀军;王成扬;李同起
【作者单位】天津大学化工学院,天津,300072;天津大学化工学院,天津,300072;天
津大学化工学院,天津,300072

【正文语种】中文
【中图分类】TQ127.1
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