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沥青基炭微球的制备及其应用探讨

时间:2023-06-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:1973年日本学者首次将其从沥青母体中分离出来,并把分离出来的微米级小球称为中间相炭微球。MCMB分为三个品级,从基质中分离出的原料中间相炭微球称为生球,经1000℃左右热处理的称作炭化球,处理温度达2400℃以上称石墨化球。图5-14中国相炭微球生产工艺流程

沥青基炭微球的制备及其应用探讨

20世纪60、70年代,科技工作者在研究焦炭的形成过程中发现,沥青热处理过程中发生了热缩聚反应生成各向异性的小球体,这些小球通过长大、相互融并,最后形成广域的融并体。1973年日本学者首次将其从沥青母体中分离出来,并把分离出来的微米级小球称为中间相炭微球(简称MCMB)。MCMB分为三个品级,从基质中分离出的原料中间相炭微球称为生球,经1000℃左右热处理的称作炭化球,处理温度达2400℃以上称石墨化球。不同种类的炭微球用途也不同,生球可以生产高强高密炭素材料,炭化球可以生产超高比表面积活性炭,石墨化球则用于锂离子电池阴极材料等。

中间相炭微球具有优异的物理化学性能,如化学稳定性、热稳定性、优良的导电性和导热性等,是一种新兴的具有极大开发潜力和应用前景的炭材料。中间相炭微球的用途如图5-13所示。炭微球的生产需首先制备中间相沥青,沥青脱除一次QI后,进行热缩聚生产中间相小球。国内中间相沥青炭微球研究始于20世纪90年代初,主要集中在鞍山热能研究院、北京化工大学、天津大学、湖南大学等高校及科研单位。2001年,上海杉杉科技有限公司和天津铁中煤化工有限公司相继取得工业化突破,两公司产能达到1200 t/a,2004年建成杉杉二期1200 t/a炭微球项目。

图5-13 中间相炭微球的用途(www.xing528.com)

中间相炭微球以煤焦油沥青为原料,经热聚合后生成中间相小球体,用焦化厂生产的油料为溶剂二次洗涤,除去基质沥青,分离出中间相炭微球(生球),溶剂再生后循环使用,残液为低喹啉不溶物的优质沥青。

分离出来的中间相炭微球干燥后进行煅烧、炭化、石墨化等热处理,最后得到产品——石墨化球。生产工艺流程如图5-14所示。

图5-14 中国相炭微球(MCMB)生产工艺流程

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