高QI含量中温沥青制备中间相炭微球的研究

以高QI含量的中温沥青(HCTP)为原料,通过热缩聚法制备中间相炭微球(MCMB),考察了反应条件(反应温度、恒温时间和搅拌速率)对MCMB性质的影响。通过偏光显微镜、粒度分析仪、扫描电镜、XRD和拉曼光谱等对MCMB的粒度分布、表面微观形貌和微晶结构进行了研究。结果表明:以HCTP为原料制备MCMB的最佳反应条件为聚合温度430℃、恒温时间4.5 h、搅拌速率120 r/min;在此条件下制备的MCMB球形度好,收率为29.62%,平均粒径为20.87μm,粒度均匀性指数为0.93;1100℃炭化处理后,MCMB的理想石墨化碳微晶质量分数为75.45%。

中温沥青中甲苯可溶组分的热解特性及热转化产物的性质

以中温煤沥青的甲苯可溶组分为原料,进行元素分析和TG/DTG分析,并且利用偏光显微镜、X射线单晶衍射仪、拉曼光谱以及相应的分峰拟合等数学方法对热转化的产物进行研究。以实验获得的数据为基础,采用Flynn-Wall-Ozawa法和Kissinger-Akahira-Sunose法计算得到反应活化能,采用Satava-Sastak法求解热解反应动力学参数。实验结果表明,中温沥青中甲苯可溶组分的热解反应活化能为E=88.48kJ/mol,指前因子lgA=10.22,反应级数为2级,热解反应机理适合随机成核及其随后的增长模型。1 000℃焙烧后的炭化产物的光学显微组分含量为:镶嵌型23.74%,粗纤维型14.80%,细纤维17.88%,大片结构30.45%。由XRD研究结果可知,趋于规整结构的碳微晶含量为41.86%。Raman光谱分析研究结果表明,石墨结构的碳微晶含量为11.59%,缺陷石墨碳含量为79.31%,无定形碳含量为9.10%。热转化产物具有很好的可石墨化性。

AlCl_3改性净化沥青的液相炭化

利用FTIR光谱分析和分峰拟合的数学方法对AlCl_3改性净化沥青的芳香指数(Iar)和支链化指数(CH_3/CH_2)进行了研究;利用偏光显微镜研究了改性净化沥青的液相炭化产物及其煅烧物的光学显微结构;利用XRD研究了炭化产物的炭微晶分布情况。结果表明,AlCl_3改性净化沥青的Iar和CH_3/CH_2指数分别为0.6388和0.4329;液相炭化时间对改性净化沥青的液相炭化产物的微观结构影响明显。通过XRD及分峰拟合的方法发现,1000℃煅烧处理后的液相炭化产物中趋于规整炭微晶含量Ig与液相炭化时间呈现很好的线性关系。可以预测,以AlCl_3改性净化沥青为原料,适当延长液相炭化时间可以制备出微观结构良好、易于石墨化的优质中间相沥青焦。