中间相沥青碳微球的制备
姓名：张雪萍
学号：201202020322
班级：2012级化药3班
学院：材料与化学化工学院
中间相沥青碳微球的制备
张雪萍成都理工大学材料与化学化工学院摘要：本文将采用热缩聚法制备中间相沥青碳微球，往煤焦油沥青中加入一次QI，可促进中间相小球的快速生成并防止其融并，提取时采用四氢呋喃做溶剂，能得到可以得到球形度好、收率高、中间相含量高的中间相炭微球。
关键词：煤焦油沥青碳微球制备
1 引言
中间相碳微球（MCMB）由于具有层片分子平行堆砌的结构，又兼有球形的特点，球径小而分布均匀[1]，已经成为很多新型炭材料的首选基础材料，如锂离子二次电池的电极材料、高比表面活性炭微球，高密度各向同性炭一石墨材料、高效液相色谱柱的填充材料[2]。制备收率高球型好的MCMB成为近几年研究的热点。MCMB的制备方法主要有热缩聚法、乳化法、悬浮法[1,6]。但乳化法和悬浮法由于工艺复杂，应用有限。热缩聚法缩聚法具有工序简单、制备条件容易控制、易实现连续生产等优点，但由于热缩聚法在反应过程中发生小球体融并现象从而使得小球的尺寸分布宽且粒径不均匀，从而限制了中间相碳微球的收率[3]。
热缩聚法是是通过直接热处理使稠环芳烃原料首先缩聚形成中间相小球，然后采用适当的手段将小球从母液沥青中提取出来[4]。在该法制备中间相炭微球过程中, 影响MCMB 质量和产量的热缩聚条件主要有升温速率、恒温时间、恒温温度、搅拌速度以及力场、磁场
等, 其中温度和时间是最主要的影响因素[5]。反应恒定温度对制备MCMB 的影响最大, 随温度升高, 中间相小球体收率明显增加。
2 实验部分
2.1实验原料
以煤焦油沥青为原料，外加物为一次QI，以四氢呋喃（化学纯）作为提取微球时的分离溶剂。
2.2反应步骤
将煤焦油沥青料装入一定容量的反应釜中,外加一定量的一次QI，密封以隔绝空气, 然后在纯N2保护下以一定的升温速率升到250℃，加热搅拌1h，将体系压强增大到30Mpa，将温度升到600℃，在该温度下持续搅拌一段时间后，自然冷却至室温，得到中间相沥青。选择四氢呋喃作溶剂分离，对所得中间相沥青作多次进行溶剂分离处理，采用过滤方法从四氢呋喃溶液中分离出来,并用苯冲洗。
2.3 分析方法
2.2.1 形貌分析
采用扫描电镜主来对合成的碳微球进行形貌分析，观察样品的形态，主要观察中间相碳微球的形貌以及球体球径的大小，得到电镜下CMBC的形貌图。
2.3.2 粒度分析
利用激光光度仪测量碳微球的散射角，利用激光衍射法，来计算CMBC的粒径大小，绘制中间相碳微球的球径分布曲线图。
2.3.3 中间相碳微球的收率
中间相碳微球的收率计算公式Y=(m0 x m1)/(m x m2)
式中：
Y —中间相碳微球的收率，％；
m —原料的质量，g；
m0—热聚合反应后得到的中间相沥青质量，g；
m1—称取的中间相沥青的质量，g；
m2—经溶剂分离后的中间相碳微球质量，g。
2.4改进地方及原因
2.4.1外加一次QI
在原来的方案中新生的中间相小球体作为一种新相存在于煤焦油这样的低粘度母液中, 由于表面张力的作用相互之间有极易融并的趋势。往沥青中加入炭黑类物质（如炭黑、一次QI等），可促进中间相小球体的快速生成并阻止其融并，能提高CMBC的收率。
2.4.2 反应在高温高压下进行
由于体系温度和压力较高，煤焦油沥青中的芳烃在此气温下迅速聚合成微球并因粘滞效应导致球体难以长大，粒径一般5μm以下，呈现串珠葡萄形态，收率较高。同时，高温加热，中间相形成速度加快，有助于较短时间内得到中间相。
2.4.3 用四氢呋喃作分离溶剂
原来的方案以吡啶作分离溶剂直接提取CMBC，吡啶易刻蚀CMBC表面，使球形度变差。四氢呋喃对沥青的溶解度比吡啶小，因
此用四氢呋喃作溶剂，分离后不溶物收率高，尺寸较大，球型度好。参考文献：
[1]杨俊和,金鸣林.中间相炭微球(McMB)的制备与应用.材料导
报.2011-15(8):51-53.
[2] 李同起，王成扬. 中间相炭微球研究进展.[J].炭素技术，
2002(3).
[3] 李春艳. 中间相碳微球的制备与研究. 长沙理工大学.2013-4.
[4] 李宝华，吕永根，李开喜，吕春祥，凌立成.中间相沥青碳
微球的制备及其嵌锂行为的研究.[J].宇航材料工艺.2001(6).
[5] 宋怀河，陈晓红，章颂云，高燕.中间相沥青炭微球及其在
锂离子二次电池方面的应用.炭素技术.2002-1:29-33.
[6] 王红玉.中间相炭微球制备与形成机理的研究.太原理工大
学.2008-5.
中间相炭微球项目可行性研究分析报告 报告说明： 泓域咨询机构编写的投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注项目的盈利能力。具体概括为：政府立项审批、产业扶持、银行贷款、融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作、股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。 《中间相炭微球项目可行性研究报告》通过对中间相炭微球项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究，从技术、经济、
工程等角度对中间相炭微球项目进行调查研究和分析比较，并对中间相炭微球项目建成以后可能取得的经济效益和社会环境影响进行科学预测，为中间相炭微球项目决策提供公正、可靠、科学的投资咨询意见。具体而言，本报告体现如下几方面价值：——作为向中间相炭微球项目建设所在地政府和规划部门备案的依据； ——作为筹集资金向银行申请贷款的依据； ——作为建设中间相炭微球项目投资决策的依据； ——作为中间相炭微球项目进行工程设计、设备订货、施工准备等基本建设前期工作的依据； ——作为中间相炭微球项目拟采用的新技术、新设备的研制和进行地形、地质及工业性试验的依据； ——作为环保部门审查中间相炭微球项目对环境影响的依据。
泓域企划机构（简称“泓域企划”）成立于2011年，是一家专注于产业规划咨询、项目管理咨询、、商业品牌推广，并提供全方位解决方案的项目战略咨询及营销策划机构，在全行业中首创了“互联网+咨询策划”的服务模式，通过信息资源整合，可为客户定制提供“行业+项目+产品+品牌”的全案策划方案。 泓域企划是领先的信息咨询服务机构，主要针对企业单位、政府组织和金融机构，在产业研究、投资分析、市场调研等方面提供专业、权威的研究报告、数据产品和解决方案。作为一家专业的投资信息咨询机构，泓域咨询及其合作机构拥有国家发展和改革委员会工程咨询资格，其编写的可行性报告以质量高、速度快、分析详细、财务预测准确、服务好而在国内享有盛誉，已经累计完成上千个项目可行性研究报告、项目申请报告、资金申请报告的编写，可为企业快速推动投资项目提供专业服务。 泓域企划机构有国家工程咨询甲级资质，其中间相炭微球项
葡萄糖水热法制备纳米碳球 1 目的要求 （1）熟悉葡萄糖水热法制备纳米碳球的方法，熟练掌握高温高压反应釜的组装与应用。 （2）熟悉并理解水热法的基本原理、特性，熟练使用反应釜，关注反应釜使用的注意事项。 2 实验原理 碳微球材料由于其具有高密度、高强度、高比表面积以及在锂离子电池方面的应用前景，已经引起许多研究人员的兴趣。碳微球的形状和大小显著影响着其电学性能。 葡萄糖在水热条件下会发生许多化学反应，实验结果表明：碳微球的增长似乎符合LaMer模型（见图1），当0.5 molL-1的葡萄糖溶液在低于140?C或反应时间小于1h时不会形成碳球，在此条件下反应后溶液呈橙色或红色并且粘度增强，表明有芳香族化合物和低聚糖形成，这是反应的聚合步骤。当反应条件为0.5molL-1、160?C、3h时开始出现成核现象，这个碳化步骤可能是由于低聚糖之间分子间脱水而引起的交联反应，或者在先前步骤中有其它大分子的形成，然后形成的核在溶液中各向同性生长所致。从现有的研究结果表明，制备过程中的反应条件如葡萄糖的起始浓度、反应温度和反应时间直接影响碳球的粒径分布，其中反应时间对颗粒粒径影响很大，随着反应时间的延长，这些纳米碳球粒径从150nm（最初核的大小，实验所得到的最小的尺寸）生长到1500nm。 由葡萄糖水热法制备纳米碳球具有绿色环保无污染的特点，实验过程中没有引入任何引发剂以及有毒溶剂，制备得到的碳球粒径均匀，大小可控，同时表面含有大量活性官能团，具有优良的亲水性和表面反应活性，可应用于生物化学、生物诊断以及药物传输领域，也可以作为制备核壳结构材料或者多孔材料的模板等等，具有令人欣喜的应用前景。
中间相沥青及其应用研究进展 摘要：中间相沥青的各种优异性能使其成为制备许多高级功能材料的优质前驱体，并在高新材料领域得到越来越多的重视。本文简述了国内外中间相沥青的发展历程，介绍了其性质、形成机理以及多种中间相沥青基炭素材料的研究现状，并展望了中间相沥青的应用及发展方向。 关键词：中间相沥青；形成机理；性能 Abstract： Key words： 引言 按照传统理论，中间相的概念可以解释为：一般物质若以晶体状态存在则呈现光学各向异性，以液体状态存在则呈现光学各向同性。但是，有一类物质在从晶体转变为液体过程（或逆过程）的中间阶段，能呈现为一种光学各向异性的混浊流体状态，既是液体形态同时又具有晶体光学各向异性特征，结晶学中称之为液晶，物相学中则称之为中间相[1]。中间相沥青(液晶相沥青)是一种由相对分子质量为370~2000的多种扁盘状稠环芳烃组成的混合物。 一般认为，1961年Tayler在澳大利亚研究煤焦化时发现了光学各向异性中间相小球。1965年，他和Brooks [2]对中间相球体的微观结构、形成机理进行了研究，并首次解释了各向同性沥青向各向异性沥青转化的过程。这为液相炭化的研究和炭素行业的发展揭开了新的篇章，同时也为制备高性能新型炭材料奠定了基础。在50年的发展历程中，中间相沥青作为一种典型的碳质中间相原料，由于它来源广泛，性能优异、价格低廉、较高的炭产率和可加工性强等优点而被公认为是高级功能炭材料的优秀前驱体，比如针状焦、中间相沥青基炭纤维、中间相沥青基泡沫炭、中间相沥青基电极材料、中间相沥青基炭/炭复合材料等。这些功能性材料将在国防工业、航空航天、尖端科技、日常生活等领域发挥巨大的作用。我国在此领域的研究起步较晚，但天津大学、大连理工大学、北京化工大学和中科院山西煤炭研究所等单位做了大量的工作，并取得了可喜的进展。本文介绍了中间相沥青的性质及其制备原料、以及中间相的形成机理，并就国内外几种中间相沥青基炭材料的研究现状进行了综述。 1.中间相沥青的性质及其制备原料 中间相沥青是由重质芳烃类物质在热处理过程中生成的一种由圆盘状或者棒状分子构成的向列型的液晶物质，其原料可以是煤焦油沥青、石油沥青和纯芳烃类物质以及它们的共混体[3-5]。
碳微球的制备 洪毅杰材料0703 200722093 摘要：总结了近年来碳微球的多种制备技术，重点说明几种使用较为广泛的制备方法的工艺，优点及缺点。 关键词：碳微球制备 The Preparation of Carbon Spheres Abstract: This paper reviews the recent development of the preparation of carbon spheres. Several methods widely adopted for preparing carbon spheres, with their preparing ways, advantages and disadvantages. Key words: carbon spheres, preparation 自从1973年Honda等[1]通过对沥青进行分离从而发现微米级的中间相碳微球以来，由于其优异的性能及广阔的利用前景，碳微球得到了科研人员的重点研究。碳微球是由石墨片层在玻璃相的石墨结构间断分布而构成，由于其具有高比表面，优异的化学稳定性及热稳定性等，可以制备高强度高密度C／C复合材料、高性能液相色谱柱填料、高比表面积活性炭材料、锂离子电池负极材料等一系列高性能碳材料。而作为碳微球的制备，经过近几年的研究，已经有较大的进展。总体看来，根据制备环境的不同，主要分为缩聚法，液相法及气象沉积法三种。 1 缩聚法 缩聚法主要用于中间相碳微球的制备。利用原料沥青经过热缩聚得到中间相沥青后分离得到中间相沥青微球，再通过预氧化和炭化过程即得到产物。Esumi等[2]对煤沥青QS进行热缩聚后经分离得到C/H为 2.314，直径为2-15μm的碳微球，从而得到从沥青得到碳微球的工业方法。今年以来，各国科学家分别以不同来源的沥青，包括煤焦油沥青等。缩聚法条件简单，操作容易，易于工业化连续生产。但也存在
中间相沥青碳微球的制备 姓名：张雪萍 学号：201202020322 班级：2012级化药3班 学院：材料与化学化工学院
中间相沥青碳微球的制备 张雪萍成都理工大学材料与化学化工学院摘要：本文将采用热缩聚法制备中间相沥青碳微球，往煤焦油沥青中加入一次QI，可促进中间相小球的快速生成并防止其融并，提取时采用四氢呋喃做溶剂，能得到可以得到球形度好、收率高、中间相含量高的中间相炭微球。 关键词：煤焦油沥青碳微球制备 1 引言 中间相碳微球（MCMB）由于具有层片分子平行堆砌的结构，又兼有球形的特点，球径小而分布均匀[1]，已经成为很多新型炭材料的首选基础材料，如锂离子二次电池的电极材料、高比表面活性炭微球，高密度各向同性炭一石墨材料、高效液相色谱柱的填充材料[2]。制备收率高球型好的MCMB成为近几年研究的热点。MCMB的制备方法主要有热缩聚法、乳化法、悬浮法[1,6]。但乳化法和悬浮法由于工艺复杂，应用有限。热缩聚法缩聚法具有工序简单、制备条件容易控制、易实现连续生产等优点，但由于热缩聚法在反应过程中发生小球体融并现象从而使得小球的尺寸分布宽且粒径不均匀，从而限制了中间相碳微球的收率[3]。 热缩聚法是是通过直接热处理使稠环芳烃原料首先缩聚形成中间相小球，然后采用适当的手段将小球从母液沥青中提取出来[4]。在该法制备中间相炭微球过程中, 影响MCMB 质量和产量的热缩聚条件主要有升温速率、恒温时间、恒温温度、搅拌速度以及力场、磁场
等, 其中温度和时间是最主要的影响因素[5]。反应恒定温度对制备MCMB 的影响最大, 随温度升高, 中间相小球体收率明显增加。 2 实验部分 2.1实验原料 以煤焦油沥青为原料，外加物为一次QI，以四氢呋喃（化学纯）作为提取微球时的分离溶剂。 2.2反应步骤 将煤焦油沥青料装入一定容量的反应釜中,外加一定量的一次QI，密封以隔绝空气, 然后在纯N2保护下以一定的升温速率升到250℃，加热搅拌1h，将体系压强增大到30Mpa，将温度升到600℃，在该温度下持续搅拌一段时间后，自然冷却至室温，得到中间相沥青。选择四氢呋喃作溶剂分离，对所得中间相沥青作多次进行溶剂分离处理，采用过滤方法从四氢呋喃溶液中分离出来,并用苯冲洗。 2.3 分析方法 2.2.1 形貌分析 采用扫描电镜主来对合成的碳微球进行形貌分析，观察样品的形态，主要观察中间相碳微球的形貌以及球体球径的大小，得到电镜下CMBC的形貌图。 2.3.2 粒度分析 利用激光光度仪测量碳微球的散射角，利用激光衍射法，来计算CMBC的粒径大小，绘制中间相碳微球的球径分布曲线图。
葡萄糖水热法制备纳米碳球 广州华南农业大学理学院09材化（2）班林勋，2 引言 炭微球材料由于其具有高密度、高强度、高比表面积以及在锂离子电池方面的应用前景，已经引起许多研究人员的兴趣。碳微球的形状和大小显著影响着其电学性能。 葡萄糖在水热条件下会发生许多化学反应，实验结果表明：炭微球的增长似乎符合LaMer 模型（见图1），当0.5 mol·L-1 的葡萄糖溶液在低于140 C 或反应时间小于1h 时不会形成炭球，在此条件下反应后溶液呈橙色或红色并且粘度增强，表明有芳香族化合物和低聚糖形成，这是反应的聚合步骤。当反应条件为0.5 mol·L-1、160℃、3h 时开始出现成核现象，这个碳化步骤可能是由于低聚糖之间分子间脱水而引起的交联反应，或者在先前步骤中有其它大分子的形成，然后形成的核在溶液中各向同性生长所致。从现有的研究结果表明，制备过程中的反应条件如葡萄糖的起始浓度、反应温度和反应时间直接影响炭球的粒径分布，其中反应时间对颗粒粒径影响很大，随着反应时间的延长，这些纳米炭球粒径从150nm（最初核的大小，实验所得到的最小的尺寸）生长到1500 nm。 由葡萄糖水热法制备纳米炭球具有绿色环保无污染的特点，实验过程中没有引入任何引发剂以及有毒溶剂，制备得到的炭球粒径均匀，大小可控，同时表面含有大量活性官能团，具有优良的亲水性和表面反应活性，可应用于生物化学、生物诊断以及药物传输领域，也可以作为制备核壳结构材料或者多孔材料的模板等等，具有令人欣喜的应用前景。 图1 水热法形成炭球的结构变化示意图 1 实验部分 1.1 实验仪器与试剂
葡萄糖，去离子水，95%乙醇，50mL 高压反应釜，鼓风干燥箱，电子天平，抽滤装置（有机滤膜），滤纸，玻璃棒 1.2 纳米碳球的制备 纳米碳球的制备参见文献[1]。用电子天平称取 6g 葡萄糖放入50mL 反应釜内衬（图2）中，用移液管准确移取35mL 去离子水（葡萄糖溶液的浓度为0.952 mol·L -1 ）加入到上述反应釜中，用玻璃棒搅拌溶液，使葡萄糖全部溶解，然后装入反应釜中，用扳手拧紧反应釜，放入烘箱中。设定反应条件为：温度 180?C ，反应时间 4~12 h 。待反应结束后，降至室温，取出反应釜，将釜内黑褐色溶液抽滤（用40 um 有机滤膜），并及时清洗反应釜内衬，抽滤时用去离子水和 95% 乙醇清洗至滤液为无色。将样品用滤纸包好放入干燥箱中70℃干燥 4h 。收集样品，称重并计算产率。 图2 反应釜实物与结构示意图 1.3 纳米碳球的表征 1.3.1 X-射线衍射分析 测定所制备碳球的晶型以判断该碳球所属的类型（如普通碳还是石墨型碳） 1.3.2 红外光谱分析 测定碳球的活性官能团，表征不同制备条件下得到的碳球活性官能团变化 2 结果与讨论 2.1 实验数据 实验最终制备得到的纳米碳球的质量为 0.1255 g ，根据下列化学方程式 C 6H 12O 6 6C+6H 2O 可得产率23%.5100%4 .21255.0100%理论产率实际产率ω=?=?=
沥青及其制备方法 导电沥青混凝土及其制备方法 一种导电沥青混凝土及其制备方法，该混凝土由粗集料、细集料、矿粉填料、沥青和混凝土量10～20％wt的导电材料石墨粉或者碳纤维、钢纤维组成。其制备方法是将集料加热至170℃和170℃液态沥青拌和，然后加入矿粉拌和，再加入钢纤维或碳纤维拌和均匀后采用马歇尔击实法将钢纤维导电沥青混凝土两面各击75次，或者采用轮碾法成型，往返碾压16～20次，或者采用旋转压实法根据具体情况选择旋转压实次数。石墨导电沥青混凝土的制备是将170℃热态沥青加入石墨粉或碳纤维拌和均匀后，与加热到170℃的集料拌和，再加入矿粉填料拌和均匀，其击实成型类似钢纤维导电沥青混凝土。本发明改善了沥青路面的电学性能，同时可以改善其路用性能，满足其在沥青路面冬季融雪化冰、路面损坏检测、公路交通智能化管理应用要求。 制备温泡沫混合沥青组合物的方法和体系 本发明描述了一种制备温混合沥青组合物的方法，该方法通过将粒状集料材料和软粘合剂进行混合，然后再向其中加入硬粘合剂来完成。硬粘合剂加入混合粒状集料材料前通过发泡过程制成泡沫。在此也公开了制备温混合沥青组合物的体系，该体系包含了加热和干燥集料组分的干燥鼓，混合沥青组分的混合机和混合物储存仓，该体系也包括了将硬粘合剂在引入混合机前制成泡沫的泡沫生产设备。 道路增强板,增强沥青铺设路的结构及其铺设方法 提供一种包含一增强板层(1A)和路面层(22)的铺设路，其中所述的增强板层(1A)包括一沥青层(2)，该沥青层(2)至少碾压到增强板(1)的一面上，所述增强板(1)包含了用连续性玻璃纤维作为增强纤维，用热塑性树脂浸渍的复合材料，其中连续性玻璃纤维的体积含量不低于30％，不高于85％。这种铺设路显示出了对凹陷和裂缝的极其卓越的抑制性，因此使得用厚度较薄的沥青来铺设薄层表面(薄层路面)成为可能。 脱除石油渣油中高软化点沥青的溶剂萃取工艺及其设备 一种脱除石油渣油中高软化点沥青的溶剂萃取工艺及其设备，采用碳原子数较高的轻烃(戊烷或戊烷馏分)作溶剂，以获得较高收率的脱沥青油(DAO)。溶剂按一定的比例和渣油混合后，进入萃取塔分离得到脱沥青油相和沥青相，沥青相通过直接节流快速膨胀方法，使高软化点沥青喷雾分散为固体微粒，在特殊的气固分离器中实现沥青与溶剂分离。本发明流程科学、简化，投资低，对不同的减压渣油脱沥青油(DAO)收率可达70％-90％以上，脱沥青油可根据需要作为催化裂化原料或加氢裂化原料。而且沥青微粒不必粉碎即可直接输送，作为固体燃料或掺水乳化燃料的原料。本发明可广泛用于石油重质油深度加工领域。 石油重质原油或沥青可溶性包装材料 本发明是一种石油重质原油或沥青的可溶性包装材料。它由公知材料聚苯乙烯泡沫塑料配以聚乙烯醇水溶液胶体制成。制造方法是将聚苯乙烯通过热塑法按25升容积模具制出框体，再在其内壁涂抹或喷洒上聚乙烯醇胶体，并用聚乙烯醇胶体溶液作为不沾液对高温出料的重质原油或沥青进行降温、分装，然后用聚氯乙烯编织袋或打带机打带加固，增强其承重力而成。聚乙烯醇胶体的制法是用1分聚乙烯醇配9分水煮成，适用温度是98℃。这种可溶性包装材料一改过去靠铺设管线或罐车加温输送，储油罐保温储存这些物料的旧工艺。它解决了高粘高凝物料更便捷，适用的包装储运问题，降低成本，节约能源，减少污染，极具实用价值。 颗粒材料的沥青涂敷 一种用沥青涂敷颗粒材料的设备，该设备包括具有挡板或折流板(4)的室(2)，一个颗粒材料
中间相碳微球项目投资分析报告 第一章项目总论 一、项目基本情况 （一）项目名称 1、项目名称：中间相碳微球项目 （二）项目建设单位 xx有限公司 二、项目拟建地址及用地指标 （一）项目拟建地址 该项目选址在xx工业园区。 （二）项目用地规模 1、该项目计划在xx工业园区建设。 2、项目拟定建设区域属于工业项目建设占地规划区，建设区总用地面积116667.3 平方米（折合约175.0 亩），代征地面积1050.0 平方米，净用地面积115617.3 平方米（折合约173.4 亩），土地综合利用率100.0%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照中间相碳微球行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合中间相碳微球制造和经营的规划建设需要。
（三）项目用地控制指标 1、该项目实际用地面积115617.3 平方米，建筑物基底占地面积79313.5 平方米，计容建筑面积130532.0 平方米，其中：规划建设生产车间106136.7 平方米，仓储设施面积14567.8 平方米（其中：原辅材料库房8786.9 平方米，成品仓库5780.9 平方米），办公用房5087.2 平方米，职工宿舍2890.4 平方米，其他建筑面积（含部分公用工程和辅助工程）1849.9 平方米；绿化面积7630.7 平方米，场区道路及场地占地面积28673.1 平方米，土地综合利用面积115617.3 平方米；土地综合利用率100.0%。 2、该工程规划建筑系数68.6%，建筑容积率1.1 ，绿化覆盖率6.6%，办公及生活用地所占比重5.2%，固定资产投资强度3205.5 万元/公顷，场区土地综合利用率100.0%；根据测算，该项目建设完全符合《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24号）文件规定的具体要求。 三、项目背景分析 充分认识智能制造的意义，重塑发展理念。目前，我国传统制造业总体上处于转型升级的过渡阶段，相当多的企业在产业分工中处于中低端环节，但很多企业仍满足于低成本竞争，使用智能设备的动力不足。即使一些引入智能设备的企业，也仅停留在初级应用阶段。应充分认识智能制造对产业发展的颠覆性意义，树立以智能制造整合价值链和商业模式的理念，借助传感器、物联网、大数据、云计算等新技术，对原有生产技术和
1万吨/年中间相炭微球项目建议书
1项目背景 1.1 项目名称 中间相炭微球项目 1.2 项目建设规模 建设规模：1万吨/年 1.3 项目建设地址 黑龙江省七台河新兴煤化工循环经济产业园区 1.4 项目提出背景 2011年七台河市焦炭产能达到1000万吨，可以产生总量为25亿立方米的剩余煤气、4 5万吨煤焦油、12万吨粗苯。如果从黑龙江省范围考虑，按黑龙江省焦炭产量1500万吨计算，可以产生37.5亿立方米剩余煤气、67.5万吨煤焦油、18万吨粗苯。已经具备了向产品品种结构上深度开发的条件。目前生产的多数是化工的基础原料，是化工产品产业链的基础产品，是精细化工产品的“粮食”。要改变现有“只卖原粮”的局面，向精细化工领域迈进。 七台河市煤化工产业下步发展要继续以建立完善循环经济体系为重点，按照“稳煤、控焦、兴化”的总体发展思路，依托煤焦油、焦炉剩余煤气、粗苯这三条线，整合资源、集中优势，继续寻求延伸产业链条，搞好资源综合利用和延伸转化，实现资源循环利用、综合开发、高效增值，不断扩大煤化工产业的整体规模，形成全市工业经济加快发展新的增长极。 新兴煤化工产业园区位于七台河市新兴区辖区内，园区现有面积约4.7平方公里，一期增加2.9平方公里，达到7.6平方公里；二期将长兴乡马鞍村整村搬迁至长兴村，增加5.5平方公里，总体达到13.1平方公里；三期增加8.7平方公里，最终园区面积将达到21.8多平方公里，新兴煤化工产业园区是一个以煤焦化及下游产品为主体的产业园区。园区功能齐备，水、电、路等基础设施建设基本到位。 基于上述政策和资源条件，提出一系列煤焦油项目，1万吨/年中间相炭微球项目是其中之一。
中间相炭微球（MCMB）生产技术与市场技术文献 大连科技局信息中心创新专题 中间相炭微球(MCMB)因其具有良好的化学稳定性、热稳定性和优良的导电、导热等特性，广泛用于锂离子二次电池负极材料、高密高强C／C复合材料、高性能液相色谱柱填料、高比表面活性炭材料等领域¨。 特别是20世纪9o年代研制出以MCMB为负极材料的锂离子二次电池，大大地推动了MCMB的工业化应用，MCMB已成为一种具有良好应用前景和开发潜力的炭材料。 中间相炭微球(Mesocarbon Microbeads ,简称为MCMB) 是随着中间相的发现、研究而发展起来的。最早发现MCMB 的时间可追溯到1961 年,Taylor 在研究煤焦化时发现在镜煤质中有一些光学各向异性的小球体生成、长大进而融并的现象,最终生成了镶嵌结构。实际上,这些各向异性的小球体就是MCMB 的雏形。1964 ～ 1965 年,Brooks 和Taylor 发现在沥青液相炭化初期有液晶状各向异性的小球体的生成,此小球体不溶于喹啉等溶剂中,该小球体即为MCMB 的前驱体(沥青中间相球体) ,这为中间相研究奠定了基础。这时人们对MCMB 的认识还很不足,直到1973 年,才从液相炭化沥青中分离出MCMB ,并开始利用球晶制造无粘结剂各向同性高密度炭材料。在此以后,对MCMB 的研究快速发展起来。1978 年,Lewis 在热台显微镜上发现了中间相的可溶热变特征,并最终认定中间相可以包括溶剂不溶的高分子量组分及溶剂可溶的低分子量组分。此后,日本学者也先后发现了可溶中间相,并对其结构进行了阐述。1985 年持田勋、山田和本田发表了题为《溶剂可溶中间相和溶剂不溶中间相》的文章,发展了炭质中间相理论,为研究MCMB 提供了更有力的理论指导。从中间相炭微球发现至今近40 年来,对MCMB 结构、形成机理、球晶分离技术、应用等领域进行了广泛研究,初步得出了MCMB 的结构模型(“地球仪”型和“洋葱”型) 、形成机理, 并提出了几种生产MCMB 的方法。MCMB 已在诸如高密度高强度炭材料、高性能液相色谱柱填料、高比表面积活性炭、催化剂载体、阳离子交换剂及锂离子二次电池电极等领域得到了应用。 目录扫描结果 D:\J\专题报告\2008\中间相炭微球 C0611、炭微球的制备及应用.doc MCMB 的发展过程.doc MCMB超细粉末特性及其成型工艺对烧结体性能的影响.doc MCMB超细粉末特性及其成型工艺对烧结体性能的影响[1].pdf
收稿日期:2000210213; 修回日期:2000211220 基金项目:天津市自然科学基金资助重点项目(000056) 作者简介:王成扬(19552),男,天津人,工学博士,教授,主要从事沥青基炭材料的研究。 文章编号: 100728827(2000)0420009204 原生Q I 成核中间相炭微球的结构 王成扬, 姜 卉, 李 鹏, 郑嘉明 (天津大学化工学院,天津 300072) 摘 要: 以含有原生Q I 的煤沥青为原料,采用热缩聚方法制备出中间相炭微球。用扫描电子显微镜(SE M )观察了中间相炭微球的形貌和断面结构。经初步判断,在实验条件下原生Q I 成核煤沥青基中间相炭微球更倾向于“地球仪”型结构。并对以Q I 为核形成中间相微球的过程进行了分析。关键词: 原生喹啉不溶物;中间相炭微球;结构中图分类号: TQ 127.1+1 文献标识码: A 1 前言 中间相炭微球(M esocarbon M icrobeads 或 M C M B )于70年代由日本学者开始研究[1,2] 。近年来,它作为一种较为理想的锂离子电池负极材料而备受人们的重视[325]。M C M B 在电池中所表现出的良好充放电特性主要得益于其规整的平面炭层排列,使得锂离子容易嵌入和脱嵌。因此,结合制备原料和制备方法对中间相炭微球的结构形成进行研究并设法予以控制是十分必要的。 本研究采用热缩聚方法,以含有原生Q I 的煤沥青为原料制备中间相炭微球。利用扫描电子显微镜观察到中间相炭微球良好的球形度和有序的炭层结构。通过扫描电子显微镜(SE M )、X 2射线衍射仪(XRD )和真实密度分析,初步证实了这种炭微球具有较好的微结构取向和易石墨化性。同时对以原生喹啉不溶物(Q I )为核形成中间相微球的过程进行了讨论。 2 实验 2.1 原料 以经过溶剂分离方法除去部分原生喹啉不溶物的煤焦油沥青(PR 2CT P 01)作为制备中间相炭微球的原料,该沥青的基本性质如表1所示。2.2 热缩聚反应 将煤沥青PR 2CT P 01装入2L 不锈钢反应釜内,在封闭状态下,以一定升温速率升温至420℃, 恒温7h 。反应过程中持续搅拌,搅拌速率为450 r m in 。 恒温结束后,自然冷却至室温,获得含有中间相微球的沥青产物。 表1 煤沥青的基本性质 T ab le 1 P roperties of the coal tar p itch Samp le Softening po int t ℃So lubility W %H S H I 2T S T I 2Q S Q I PR 2CT P01 78 19.6 58.8 16.9 4.7 2.3 中间相微球的分离 将热缩聚反应所得沥青在索氏抽提器中用吡啶 分离出各向同性母体组分,再经丙酮洗涤、干燥,得到中间相微球。 2.4 中间相微球的炭化和石墨化 中间相微球放入管式炭化炉中,以1℃ m in ～3℃ m in 的升温速度加热到1000℃,恒温30m in 。自然冷却后取出,得到炭化样品。炭化后的中间相炭微球在石墨化炉中快速升温至2800℃,随即冷却并取出,得到石墨化样品。2.5 SE M 和XRD 分析 采用日立S 2450型扫描电子显微镜观察中间相微球的形貌;并将炭微球样品用玛瑙研钵捣碎,在电子显微镜下观察其断面;仪器加速电压为20kV 。 使用日本理学D m ax 27500型X 2射线衍射仪对炭化和石墨化中间相炭微球进行结构分析。仪器光源为CuK 2A lp ha 射线,管电压40kV ,管电流150mA 。 第15卷2000年第4期12月 新 型 炭 材 料N E W CA RBON M A T ER I AL S V o l .15 N o.4 D ec .2000
锂电负极材料常青树——中间相炭微球 (MCMB 锂离子电池商业化至今已有几十个年头, 材料变化可谓日新月异, 正极材料从最开始的钴酸锂到锰酸锂、三元材料, 再到今日火爆市场的磷酸铁锂, 负极材料从硬炭到中间相炭微球(MCMB 、人造石墨、天然石墨、合金材料等,每一种材料都在特定的应用领域中受到认可, 而其中的中间相炭微球更是横跨多个领域而长盛不衰, 一款容量不高, 成本却非常高的材料何以有如此旺盛的生命力呢? 让我们先来回顾一下它的历史,中间相炭微球 (Mesocarbon Microbeads ,简称为MCMB 发现于 1961 年 , 1985 年持田勋、山田和本田发展了炭质中间相理论 , 为研究 MCMB 提供了更有力的理论指导。上个世纪九十年代, 锂离子电池刚刚兴起时, 负极材料以硬炭为主,容量只有 200mAh/g左右,锂离子电池高比能量的优势并没有得到完美体现,中间相炭微球的出现改变了尴尬的局面,以接近 300mAh/g的高容量迅速占领了市场,成为了当时手机、数码类产品用锂离子电池的主要负极原材料,锂离子电池的市场也就此成爆炸式的发展开来。 进入二十世纪, 人造石墨和天然石墨以更高的容量和较低的成本逐步代替了常规锂电中的中间相产品, 中间相的销量一度进入低谷, 国内外中间相炭微球制造商纷纷减产甚至停产。但一个新的市场孕育而生, 航模、电动工具等高倍率要求的产品逐渐将目光转向了锂电, 天然石墨和人造石墨在倍率性能上的劣势让其对此市场望而生畏,中间相炭微球再次力挽狂澜,加快了锂离子电池取代镍镉镍氢的步伐。 2005年以后,锂电在新能源行业的应用逐渐兴起,动力电池高安全、长循环的特性让业界再次将目光集中到了中间型炭微球上。 MCMB 碳具有好的质量比容量(约 300mA ·h/g 和低的不可逆质量比容量(约 20 mA·h/g , 而低成本的石墨具有高的质量比容量(350 mA ·h/g ,但其不可逆质量比容量(约 50 mA ·h/g比 MCMB 碳的高,同时显示出较高的容量衰减率, 这对要求长循环, 高体积比能量的动力电池而言不太适合。且人造石墨和天然石墨活性较高, 相对中间相产品其化学副反应较多, 热稳定性和化学稳定性均不及中间相产品, 中间相炭微球,又一次为锂离子电池的发展做出了贡献。