中间相沥青基泡沫炭的研究进展

中间相沥青基泡沫炭是一种具有低密度、高强度、高导热、高导电、耐火、耐高温、抗冲击、抗氧化等性能的新型炭材料,具有广泛的应用前景.不同的原料和方法所制备的沥青基泡沫炭的结构、性能和应用也有所不同,通过对以石油系、萘系和煤沥青或改性煤沥青为原料制备中间相沥青基泡沫炭,讨论了制备工艺对泡沫炭的影响,同时对泡沫炭的改性研究及应用进行了概述.     

泡沫炭的研究进展

介绍了泡沫炭的基本性质及制备方法:泡沫炭是一种性能优异,用途广泛的新型炭材料;不同的制备原料和方法所得泡沫炭的结构和性能也有所不同.通常用于制备泡沫炭的原料包括有机聚合物、中间相沥青以及煤和煤系物.重点阐述了以煤和煤系物作为前体制备泡沫炭的相关工作,综述了泡沫炭的结构、性能及近年来国内外的研究进展,并对其潜在的应用和发展趋势做了初步总结.     

煤沥青的最新研究进展

综述了最近几十年国内外对煤沥青的主要分析方法和以它为原料在制备沥青基中间相、中间相炭微球、针状焦、活性炭、泡沫炭和高性能炭/炭复合材料基体方面的研究和进展,展望了其在材料领域潜在的应用前景和未来发展的趋势.     

新型高铁用炭-石墨-铜复合导电滑板的制备

以不同的骨料和适量的石墨润滑组元为原料,使用改质煤沥青作为黏结剂,采用不同工艺制备炭-石墨基材,然后采用高温高压液体浸渗法制备炭-石墨-铜复合滑板材料。考察了不同炭-石墨-铜复合滑板材料的微观结构,并研究比较了复合滑板材料的性能参数。结果表明,以各向同性焦、人造石墨等为原料,采用中细结构配方,经挤压制备炭-石墨基材,再通过高温高压液体浸渗法制备的炭-石墨-铜复合滑板材料具有与进口浸金属滑板相似的结构和性能,达到了标准要求;由不同原料和制备工艺制备的炭-石墨基材具有不同的气孔结构,其中有一定开气孔率,并且孔径分布、大小合适的基材经高温高压浸铜处理获得较好的浸铜效果,形成牢固的网络结构,改善其性能。     

煤基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

以新疆煤为原料,采用水蒸气活化一步法制备出多孔炭材料,考察了活化时间和原料粒度对活化过程的影响,对比了活化前脱灰和活化后脱灰的优劣.结果表明,活化时间以120min为宜,原料粒度在150μm~180μm时较优,活化后比表面积高达1 300m~2/g,收率为30%.样品脱灰适宜在活化后进行.将所制备的多孔炭材料应用于超级电容器,考察了其电容性能.结果表明,在6mol/L KOH电解液中,三电极体系材料电容值可达149F/g.两电极超级电容器具有良好的长循环稳定性,30 000次循环后容量几乎无衰减.     

初探煤沥青及其应用

煤沥青是煤焦油蒸馏后的残渣,为制取各种新型炭材料不可替代的原料。本文介绍了煤沥青的组成、性质、分类及其在浸渍剂、黏结剂、针状焦、碳纤维、泡沫炭等方面的应用。     

中间相沥青基泡沫炭的研究进展

不同的原料和方法所制备的泡沫炭结构和性能也有所不同,本文阐述了以石油系、萘系和煤沥青为原料制备中间相沥青基泡沫炭的制备工艺以及常用的改性方法。指出泡沫炭主要有五边形十二面体和球形气孔状两种结构,具有密度小、强度高、良好的导电和导热等优异性能,并展望了泡沫炭的应用及发展方向。     

生物质类吸附材料在环境污染治理中的研究进展

以农林废弃物等生物质为原料制备各种新型吸附剂,既实现了对农林废弃物的资源再利用,也可以用其简单高效处理各类污染物废水。本文主要综述了以农林废弃物为原料制备生物炭,用以去除环境中污染物的研究进展,讨论了生物炭的制备和改性方法,以及其在治理重金属离子、有机污染物、新污染物,以及土壤修复和“碳中和”等方面的应用,并对生物质类吸附材料在未来环境污染治理中的发展方向进行了展望。     

煤基石墨烯/炭纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能

作为一种高性能新型储能器件,超级电容器具有功率密度高、充电时间短、绿色环保等诸多优点,决定超级电容器性能的关键因素是电极材料的性能。以煤为原料,通过高温热处理、化学氧化及等离子体还原技术制备得到煤基石墨烯;进一步将煤基石墨烯与聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝技术复合制备得到煤基石墨烯/炭纳米纤维(PM-CG)复合材料,以期借助于石墨烯所具备的高导电性、电子迁移率等性能获得具有优良电化学性能的电极材料。采用物理吸附仪、扫描电镜以及透射电镜等仪器对所制备的炭纳米纤维进行了表征,并通过电化学工作站研究了其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明,煤基石墨烯成功掺杂到炭纳米纤维中,所制备的PM-CG复合材料在6 mol/L KOH电解液中的比电容值可达225.1 F·g~(-1),是同样条件下纯PAN炭纳米纤维比电容值的2.57倍。     

高性能煤基炭材料的研究现状与发展前景

炭素材料具有许多特性，随着工业技术的发展，它的地位将越来越重要。以煤为原料制备高性能炭素材料已引起人们的普遍关注并具有十分乐观的潜在发展前途，这一领域的研究与开发工作将使煤化学、煤化工研究在高技术开发中占有一席之地。依据有关文献资料，结合作者的研究结果，重点介绍煤基高性能炭素材料：炭分子筛、分子筛炭膜、富勒烯及缩合多环芳烃树脂的研究现状与发展动态。     

煤沥青材料的应用及其发展前景

煤沥青分为低温、中温、高温煤沥青。介绍了煤沥青的种类与性能,论述了中温煤沥青作为基础材料用作黏结剂、浸渍剂、碳纤维、涂料,道路沥青等的应用,讨论了煤沥青用作石墨电极、电炭、防腐材料、结构材料、燃料油以及在道路沥青方面的发展前景。     

Coal and carbon nanotube production

Strong expectations exist for future use of carbon nanotubes as composite materials in a large number of industries. Production cost and control of the purity and properties of such materials will influence the impacts nanotubes on the chemical, computer and construction industries. As a source material, coal is cheap and abundant, and has unique chemical structure, therefore, may be utilised in the nanotube synthesis. In the present paper, the synthesis of carbon nanotubes using coal as source material has been reviewed. Current nanotubes production largely followed the way of the production for fullerenes, most relying on plasma arcing methods. Non-arcing methods were also explored by a number of researchers. Catalytic synthesis is highlighted which has significant potential in the future nanotubes production directly from coal. Mechanism of the nanotube formation from coal is different from that using carbon graphite. Coal properties in this case are important. Weak bonds and mineral matter in the coal play an important role in the formation of the nanotubes.     

煤气化渣综合利用研究进展

我国富煤、贫油、少气的能源结构特点,石油、天然气对外依存度高的实际情况以及对煤炭高效清洁利用的重视赋予了煤化工产业发展的机遇,作为煤化工产业龙头的煤气化技术在中国蓬勃发展。随着煤气化技术的大规模推广,煤气化渣的堆存量及产生量越来越大,造成了严重的环境污染和土地资源浪费,对煤化工企业的可持续发展造成不利影响,煤气化渣处理迫在眉睫。笔者介绍了煤气化渣的产生及其带来的环境问题,煤气化渣的基本特点,综述了国内外煤气化渣在建工建材(骨料、胶凝材料、墙体材料、免烧砖)、土壤水体修复(土壤改良、水体修复)、残碳利用(残碳性质、残碳提质、循环掺烧)、高值化利用(催化剂载体、橡塑填料、陶瓷材料、硅基材料)等方面的研究进展,提出了煤气化渣综合利用思路。煤气化渣主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、C组成,气化细渣残碳含量较气化粗渣高,煤气化渣的主要矿相为非晶态铝硅酸盐,夹杂着石英、方解石等晶相,富含硅、铝、碳资源的化学组成特点和特殊的矿相构成是煤气化渣回收利用的基础。目前煤气化渣规模化处置利用主要聚焦在建工建材、生态治理等方面,但因其碳含量高、杂质含量高等特点,导致建工建材掺量低、品质不稳定,生态治理二次污染严重等问题,经济和环境效益差。在资源化利用方面,结合煤气化渣资源特点,目前主要在碳材料开发利用、陶瓷材料制备、铝/硅基产品制备等方面引起广泛关注,虽然经济效益相对显著,但均处于实验室研究或扩试试验阶段,主要存在成本高、流程复杂、杂质难调控、下游市场小等问题,无法实现规模化利用。为了提高企业经济效益,同时解决企业环保难题,结合煤气化渣堆存量大、产生量大、处理迫切的现状以及富含铝、硅、碳资源的特殊属性,建议煤气化渣的综合利用思路为"规模化消纳解决企业环保问题为主+高值化利用增加企业经济效益为辅"。开发过程简单、适应性强、具有一定经济效益的煤气化渣综合利用技术路线,是目前煤气化渣利用的有效途径和迫切需求。     

碳微晶结构对球磨制备镁基储氢材料的影响

以杏壳活性炭和煤基碳作为镁粉的助磨剂,用氢气反应球磨法制备了镁基储氢材料,对比研究了这两种不同微晶结构的碳在制备镁基储氢材料时作用的差异。结果表明,杏壳活性炭和煤基碳都是镁粉的有效助磨剂,能防止镁粉发生"冷焊"及粘附现象,得到分散的纳米级镁基储氢材料。杏壳活性炭对镁粉的分散性优于煤基碳,但用煤基碳作助磨剂所制得粉体的粒度更小,储氢密度更大,放氢温度更低。     

针状焦用煤沥青的调制研究

介绍了煤系针状焦用原料的要求及调制方法,讨论了2种工业上原料精制的工艺,并重点阐述了国内外对原料的组分、反应性、软化点、流变性、残炭值和结晶度等方面的改性研究进展。在此基础上对煤沥青调制研究在国内的发展前景进行了展望。     

制取合成氨原料气的新技术

对于以无烟煤或焦炭为原料的生产企业 ,要加快推广粉煤气化、富集连续气化等先进技术 ,充分利用当地劣质煤资源 ,从根本上降低合成氨成本 ,为企业的生存发展创造有利条件。通过广泛的调研 ,从当前众多的新技术中筛选出较为适合的几种技术 ,以供参考。     

Fabrication and application of porous materials made from coal gangue: A review

Coal gangue (CG), which is mainly generated during coal excavation, mining, and coal washing, is an industrial solid waste that is recognized as an environmental pollutant. The ever-increasing amount of CG produced is a serious threat to the ecological environment and property safety, especially in China, which is the largest coal producer and consumer in the world. Considerable studies have investigated means for utilizing CG worldwide. This review summarizes and discusses various porous inorganic materials made from CG, including cement-based porous materials, porous bricks, porous ceramics (cordierite and mullite) and glasses, porous geopolymers, zeolites, aerogels, and porous carbon materials. Different preparation processes and performances of each type of porous inorganic materials were reviewed. Porous CG-based materials can be used as promising adsorbents for the removal of various pollutants and have good potential for use in construction industry as well as catalyst material applications. Besides, porous materials obtained from CG have also been tested as slow-release fertilizers after the absorption of phosphate, as electrode materials, and as oil-in-water separation agents. The systematic summary of porous materials based on CG aims at promoting high-value-added applications for this waste. Future research directions for the use of CG as a raw material are also presented.     

煤沥青加氢的有效途径

针对煤焦油沥青高芳香度、高缩合度和高杂原子含量的特点,在用作制备高性能沥青基炭纤维及其它高级炭材料的原料时,须对煤沥青进行改性处理。详细介绍了煤沥青加氢还原的有效途径,包括Birch还原法、溶剂加氢法、催化氢化法、醇类加氢法和电化学加氢法等,并对加氢作用机理及其应用前景作了详细评述。     

用煤焦油制取通用沥青碳纤维的研究

文中探讨了用煤焦油制取沥青炭纤维的可行性，研究了不同滤材对原料的净化效果及温度，空气量，时间，压力，纺丝速度和不熔化终温等因素对沥青炭纤维质量的影响。     

高温煤焦油沥青黏结剂碳化固结作用在炭质型材中的应用与研究进展

高温煤焦油沥青（high temperature coal tar pitch,HTCTP）具有优良的润湿性和黏结性,可用作黏结剂。HTCTP黏结剂能与炭质颗粒物料产生良好的固结作用,因此在不同类型炭质型材的制备中获得广泛的应用与研究,HTCTP高温过程的黏结性能及碳化固结作用效果决定了炭质型材的机械强度和理化性能。本文综述了HTCTP作黏结剂制备炭质型材的一般工艺过程和相关研究进展,梳理了不同应用领域对HTCTP碳化固结作用的共性机制和个性特点,总结了HTCTP的性能影响因素及碳化固结作用机理。通过分析HTCTP不同组分在碳化固结过程中的作用及转化过程,揭示HTCTP碳化固结作用与炭质型材机械强度的关联机制及影响碳化固结强度的关键因素,提出强化HTCTP碳化固结作用的措施,提升HTCTP黏结剂在炭质型材制备中的应用效果。