浸渍剂沥青的共聚合法制备与表征

为实现煤沥青的清洁、高附加值利用,以精制软沥青(RP)为原料,中低温煤焦油沥青(MLP)为添加剂,采用共聚合法制备出一种高品质浸渍剂沥青。通过单因素法确定了最佳的反应温度、反应时间以及MLP添加量。利用工业分析、元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)等手段,对五种不同MLP添加量的共聚合沥青的基本性质、结构参数和热解特性进行详细分析;并使用黏度计分析了产品浸渍剂沥青的黏度性质。结果表明:当MLP添加质量分数为20%时,在350℃下共聚合2 h得到的产物浸渍剂沥青,其软化点(SP)为85℃、甲苯不溶物(TI)质量分数为21.75%、喹啉不溶物(QI)质量分数为0.25%,结焦值(CV)为48.32%,挥发分(V)为65.38%。此外,该浸渍剂沥青的芳香性指数(I_(ar))和支链化指数(CH_(3)/CH_(2))分别为0.656 8、0.599 9,热稳定性良好,并具有较低的浸渍温度。

生物质碳量子点的制备及应用研究进展

碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)是一种新型生物荧光碳纳米材料,具有良好的生物相容性、水溶性、稳定的光电性质、强荧光性、低毒性、易于功能化等优质特性,受到研究者们的广泛关注。其中,采用生物质作为前驱体制备生物质碳量子点过程绿色环保,还可以赋予低价值的生物质废弃物更高的综合利用率。本文综述了生物质碳量子点的制备原料、制备方法以及在细胞成像、离子检测、能量储存等方面的应用。

高温煤焦油沥青基中间相炭微球的制备与表征

由高温煤焦油沥青通过热聚合法制备的中间相炭微球(MCMB)为重要的功能性人造炭材料,高温煤焦油沥青的性质在很大程度上影响着中间相炭微球的品质,因而进一步明确高温煤焦油沥青性质与中间相炭微球间的关系以期为热聚合法生产高品质MCMB提供一定的理论基础和技术支持。选用7种来源不同的高温煤焦油沥青(P-AG、P-SX、P-XJ、P-KL、P-SP、P-XD和P-TJ)为原料制备中间相炭微球,分别利用红外光谱、偏光显微镜、扫描电镜、XRD和拉曼光谱对沥青原料、中间相炭微球生球和炭化后中间炭微球熟球的性质进行系统研究。研究结果表明:7种不同来源高温煤焦油沥青的芳香性指数(Iar)均高于0.85,制备的MCMB在1 200℃炭化处理后,石墨化度(g)均高于38%,理想石墨微晶含量(Ig)高于7.73%。其中,以P-XJ沥青为原料所制备的MCMB品质最佳,其MCMB收率为18.28%、平均粒径23.20μm、粒度均匀指数0.720 3。高温煤焦油沥青经过热聚合处理能高效制备MCMB,MCMB的收率和球形度以及粒径分布等受原生喹啉不溶物(QI)含量影响较大,经1 200℃炭化处理后的MCMB的高温可石墨化性较好。综合考虑MCMB收率、平均粒径、粒度均匀性、表面形貌等因素可知,以高温煤焦油沥青制备MCMB时,调控原料沥青的原生QI含量具有重要的实际意义。

低阶煤快速干馏焦油渣中的煤沥青提取及其表征

高品质煤沥青是制备炭材料的优质原料,从低阶煤快速干馏焦油渣(DDTR)中提取高品质煤沥青对提高低阶煤的清洁、高附加值利用具有重要意义,而煤沥青分子结构信息的准确获取则可有效指导其高附加值利用。为了回收DDTR中的富碳有机物(煤沥青),分别以洗油(WO)、四氢呋喃(THF)和正丁醇(BA)作为溶剂对DDTR进行萃取后得到WOS、THFS和BAS共3种煤沥青。结合煤沥青的工业分析、元素分析结果,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合分峰拟合、核磁共振氢谱(1 H-NMR)、气相色谱联用质谱(GC-MS)、热重分析(TGA)和热重红外联用(TG-FTIR),分别对3种煤沥青的基团组成、芳香性、分子结构、热解行为和氧化行为进行详细研究。结果表明:煤沥青的芳香性和分子量是影响软化点(SP)、结焦值(CV)、甲苯不溶物(TI)和热解行为的重要因素,且呈正相关。其中,WOS的着火点较高且氧化过程强烈,适合氧化改性,而THFS则相反。萃取得到的3种煤沥青几乎都不含喹啉不溶物(QI)且芳香性指数(f_(a))均大于0.70,属于高品质的煤沥青。

中低温煤焦油沥青的分离及基础物性研究

中低温煤焦油沥青由于含有较多的脂肪族烃类物质而导致其在深加工过程中的反应活性不易控制,对中低温煤焦油沥青的分离及基础物性研究可为其高附加值利用提供一定的理论支撑。以中低温煤焦油沥青为原料,将由洗油、煤油和蒽油组成的混合溶剂油作为萃取剂,采用混合溶剂-重力沉降法对中低温煤沥青进行分离,分别得到轻相、重相中低温煤焦油沥青各4种,并利用核磁共振(1 H-NMR)、红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)等技术对分离得到的8种中低温煤焦油沥青的基础物性进行研究。研究结果表明:轻相中低温煤焦油沥青在同种分离条件下的支链化指数均高于重相中低温煤焦油沥青,说明轻相沥青中的支链数量及长度明显低于重相中低温煤焦油沥青;重相中低温煤焦油沥青的软化点、结焦值以及C/H等均高于轻相中低温煤焦油沥青,且重相中低温煤焦油沥青的芳香性要高于轻相中低温煤焦油沥青,即随着混合溶剂油中蒽油添加量的增加,轻/重相中低温煤焦油沥青的芳香缩合度(f_(a))略有增加,但软化点、结焦值明显降低;随着蒽油含量的增加,轻/重相沥青的最大失重速率逐渐减少,通过控制混合溶剂中蒽油的含量可有效调控轻/重相中低温煤焦油沥青的热反应活性。