中间相炭微球资料

摘要万张杰中间相碳微球（MCMB）出现于上世纪70年代，由于它的独特分子层面平行堆砌结构且具有球形特点优越的性能，促使它成为现今最具有开发潜力和应用前景的新型炭素材料之一，引起了炭素材料界极大的兴趣并进行了深入的研究。

若能廉价高效地进一步制得有特定尺寸、结构定向性好的中间相碳微球，并能将它与工业相关联，则会产生很大的经济利益。

本实验以煤焦油沥青为主要原料，采用热聚法制备中间相碳微球。

制备中间相碳微球为中间相的成核、长大和融并这三个阶段，采用生物显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、红外分析仪（IR）、X射线衍射分析仪（XRD）等手段对中间相碳微球的表面形貌、粒径分布等进行分析表征，最后得出结论。

本文主要研究了以温度、时间及石墨作为载体对中间相碳微球的形成及生长的影响。

实验表明在不加石墨作为载体时，生成的碳微球数量较少、表面比较粗糙效果不佳。

而加入较多的石墨作为载体生成的小球的球，粒径分布均匀、数量较多并且球形程度较好，生成的效果较好。

温度过高会产生粘结、融并，过低则不宜形成碳微球。

在400℃时制备的中间相碳微球的粒径适宜、球形程度较好，数量较多。

反应时间短则反应不充分,成球效果不好，根据本实验反应确定反应时间3h最宜。

关键词碳微球沥青热聚法载体AbstractMesophase carbon microspheres (MCMB) appeared in the 1970s, its unique molecular packing structure and it was characterized by spherical parallel superior performance makes it one of the most development potential and promising new carbon materials. Caused the interest of carbon material field and carried on thorough research. If Mesophase carbon microspheres with specific size and well aligned structure can be cheaply and efficiently produced and involved to industry, it will bring huge economic interest.The experiments take coal tar as the main raw material, adopts thermo-polymerization method to produce carbon microspheres. Mesophase carbon microsphere preparation including three stages: intermediate phase nucleation, growth and harmony. Use biological microscope, scanning electron microscope (SEM), infrared analyzer (IR), X-ray diffraction analyzer (XRD) on the surface morphology of the mesophase carbon microspheres, such as particle size distribution analysis characterization, finally come to the conclusion. This paper mainly studied the temperature, time and graphite as the carrier of mesophase formation and growth of carbon microspheres. Experiments show that when without graphite as the carrier, the generated fewer carbon microspheres, surface is coarse the effect is not good. And add more graphite as carrier generated by the ball, uniform particle size distribution, number and a spherical degree good, generation effect is better. Temperature is too high will produce binding, in harmony and, low is unfavorable to form carbon microspheres. In the middle of the 400 ℃when the preparation phase of carbon microspheres particle size is suitable, the spherical degree, quantity is better. Short reaction time makes insufficient reaction, and long reaction time can lead to coking, according to the experiment, 2h is the most appropriate reaction time.Keywords Carbon microspheres Asphalt Thermal fusion methodThe carrier目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1中间相碳微球的研究背景及意义 (1)1.2中间相碳微球的研究现状 (2)1.2.1煤沥青的研究背景 (2)1.2.2中间相理论的进展 (2)1.2.3中间相碳微球的研究进展 (3)1.2.4 中间相碳微球研究过程中存在的问题 (4)1.3中间相碳微球 (5)1.3.1中间相碳微球特点 (5)1.3.2中间相碳微球的形成理论 (6)1.3.3中间相碳微球的制备方法 (9)1.3.4中间相碳微球应用 (13)1.4本课题的主要任务及内容 (15)1.4.1 本课题的主要任务 (15)1.4.2本题研究思路 (15)第二章实验及测试部分 (16)2.1实验原料与化学试剂 (16)2.2实验所用的主要设备及仪器 (16)2.3中间相碳微球的制备 (17)2.3.1基础数据的测定 (17)2.3.2制备方法及步骤 (18)2.3.3 实验方案 (19)2.3.4实验分析手段 (20)第三章实验结果分析与讨论 (22)3.1中间相碳微球的制备机理 (22)3.1.1中间相形成的反应机理 (22)3.1.2中间相碳微球形成机理研究 (24)3.2中间相碳微球的分析与表征 (25)3.2.1金相显微镜分析 (26)3.2.2扫描电镜分析 (26)3.2.3生物显微镜分析 (28)3.2.4 XRD分析 (29)3.2.5红外光谱分析 (31)3.3影响碳微球生成的几种因素 (32)3.3.1石墨做载体对碳微球的影响 (32)3.3.2反应温度对碳微球的影响 (34)3.3.3反应时间对碳微球的影响 (35)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)第一章绪论1.1中间相碳微球的研究背景及意义中间相碳微球(Mesocarbon Microbeads ,简称为MCMB)是继中间相沥青系针状焦和炭纤维之后发现、研究而发展起来的又一具有极大开发潜力和应用前景的新型炭材料。

中间相炭微球干燥系统专用节能环保技术与设备1、物料特性：中间相炭微球是由沥青类化合物热处理时发生热缩聚反应生成具有各向异性的中间相小球体，并从沥青母体中分离出来形成的微米级球形碳材料。

其主要应用于锂离子电池负极材料、复合材料、活性炭微球等等行业。

中间相炭微球物料中含有洗油湿份，比重约600kg/m³，松散细粉状。

干燥前洗油含量约35%~40%，要求干燥后洗油含量约0.5%。

洗油沸点230℃~260℃。

2、专用干燥工艺：由于物料干燥具有以下特点和要求：湿份为洗油，需要回收，且洗油的沸点较高；洗油在蒸发过程中，会造成物料的结团；需要操作环境好等特点，河北言明化工设备有限公司技术人员经过多次试验和与用户技术交流，最终采用节能环保型密闭盘式连续干燥机作为干燥设备。

由前道工序输送过来的含洗油的中间相炭微球，由定量加料器加入密闭盘式连续干燥机内进行干燥作业，物料在流动过程中完成传热传质过程，达到干燥的目的。

干燥物料在干燥机底部的排料口排出进入专用冷却机冷却后包装，从物料中逸出的洗油蒸汽由干燥机排湿口排出经除尘后不凝气排空，洗油等冷却回收。

3、工艺特点：a、连续运行，热效率高。

由于密闭性盘式连续干燥机为传导传热方式进行干燥，干燥过程中干燥机内不通入空气，其尾气携带量很少，故其热效率可达85%以上；b、物料损失少，操作环境好。

在密闭型盘式连续干燥机干燥中间相炭微球中，由于物料上进下出，物料分布也是上湿下干，且干燥尾气流速极低（约0.1m/s）,因此物料粉尘很难浮到设备顶部，很少会被尾气夹带排走，不仅不损失物料，而且不会污染环境，达到了环保的要求；c、设备密闭操作，溶剂回收彻底。

整个干燥冷却系统密闭操作，针对干燥尾气中含有粉尘及粘性洗油的特性，采用采用特殊设计的除尘器回收分系统，可回收99%以上的溶剂；d、设备可调性强，物料干燥均匀可调。

可通过调整设备转速、导热油流量、导热油温度、耙叶形式、尺寸和角度、调整料层厚度、耙臂数量、物料加入量和盘式连续干燥机中干燥盘使用数量，能方便的调整物料干燥的效果；e、设备运行稳定、寿命长、操作简单；f、产品质量好；g、采用特制耙叶装置，使物料不易在干燥盘上粘结；h、干燥前湿物料流动性差，常规的加料器会发生物料架桥现象，言明公司根据多年工程经验，设计出专用防架桥定量加料器，保证物料均匀定量连续的加入干燥机中。

中间相炭微球（MCMB）是一种具有特殊结构和性能的碳材料，广泛应用于锂离子电池、超级电容器、燃料电池等领域。

根据国家标准GB/T 24531-2009《中间相炭微球》，中间相炭微球是一种特殊的碳纳米颗粒，其直径一般在10-100纳米之间，呈球形或类球形结构。

中间相炭微球的主要特点是具有高的比表面积、良好的导电性和优异的电化学性能。

这些特性使得中间相炭微球在能源存储和转换领域具有广泛的应用前景。

例如，在锂离子电池中，中间相炭微球可以作为负极材料的添加剂，提高电池的能量密度和循环寿命；在超级电容器中，中间相炭微球可以提高电容器的比电容和功率密度；在燃料电池中，中间相炭微球可以提高燃料电池的效率和稳定性。

此外，中间相炭微球还具有良好的热稳定性和化学稳定性，可以在极端环境下保持良好的性能。

这使得中间相炭微球在航空航天、军事等高科技领域也具有重要的应用价值。

然而，中间相炭微球的制备过程复杂，需要通过高温裂解生物质或者石油焦等原料来得到。

因此，如何降低中间相炭微球的制备成本，提高其产量和质量，是目前研究的重要方向。

总的来说，中间相炭微球是一种具有广泛应用前景的新型碳材料。

随着科研技术的不断进步，我们有理由相信，中间相炭微球将在未来的能源存储和转换领域发挥更大的作用。

中间相炭微球形成机理的研究的开题报告题目：中间相炭微球形成机理的研究一、研究背景及研究意义：中间相炭是一种二维介孔聚合物材料，具有优异的物理和化学性质，在高分子化学、能源存储等领域有着广泛应用。

中间相炭微球是中间相炭的一种重要结构形态，具有较为规整的形貌和分布，具有优异的催化、吸附性能和分子筛分离等优点。

因此，研究中间相炭微球的形成机理及影响因素具有重要的科学和应用价值。

二、研究目的：本课题旨在研究中间相炭微球的形成机理及影响因素，为进一步优化制备中间相炭微球提供基础理论和实验基础。

具体目标包括：1. 通过不同的中间相炭合成方法制备中间相炭微球样品，对其形貌、结构和性质进行表征，并对比分析不同合成方法的优缺点；2. 探究影响中间相炭微球形成的主要因素，如表面性质、反应条件等，建立中间相炭微球形成的机理模型；3. 优化中间相炭微球的制备方法，实现精准控制中间相炭微球的形貌和分布，为其应用提供基础技术支持。

三、研究内容：1. 中间相炭微球的制备方法研究：采用不同的中间相炭合成方法，如水热法、溶胶-凝胶法等，制备中间相炭微球样品，并采用XRD、TEM等技术进行材料表征；2. 影响中间相炭微球形成的因素研究：探究反应温度、pH值、反应时间等因素对中间相炭微球形成的影响，建立微球形成机理模型，并通过形貌和结构表征验证其合理性；3. 中间相炭微球制备方法的优化研究：通过改变反应条件、添加助剂等方法，实现中间相炭微球形貌和分布的优化，进一步探究中间相炭微球的应用前景。

四、研究方法：本课题主要采用实验研究和理论模型相结合的方法，其中实验研究主要包括样品制备和表征，通过不同的实验方案和技术手段获得关键数据；理论研究主要包括数据分析和建模，通过对实验数据的统计和分析，建立模型，探究中间相炭微球形成机理及影响因素。

五、预期成果：1. 制备了一系列中间相炭微球样品，并对其形貌和结构进行了表征和分析；2. 探究了影响中间相炭微球形成的主要因素，并建立微球形成的机理模型；3. 优化了中间相炭微球的制备方法，实现了更高的精准度和可控性。

2023年中间相炭微球行业市场前景分析近年来，中间相炭微球行业市场形势逐渐向好，市场前景非常广阔。

中间相炭微球是一种多孔材料，具有高比表面积、高孔容量、高化学稳定性、高机械强度、可控的孔径大小等优良性能，被广泛应用于催化、吸附、气体存储等领域。

本文将从各方面对中间相炭微球行业市场前景进行分析。

一、行业市场现状近年来，中间相炭微球行业市场呈现出较快的增长趋势。

据市场研究机构的数据显示，2019年，中国中间相炭微球市场规模已经超过 50 亿元，未来几年市场规模有望保持高速增长。

随着环保意识的提高和工业转型升级的需求，中间相炭微球制造业将迎来更好的发展机遇。

二、行业发展趋势1. 先进技术的推广：随着科技的不断发展，新型材料的研发不断涌现，中间相炭微球也不例外。

新材料、新工艺、新设备的推广应用，及制造工艺的不断升级，将成为该行业发展的一大助推力。

2. 行业多元化：中间相炭微球在很多领域中都有应用，而不止是在催化剂这一领域。

未来，随着中间相炭微球的性能不断提升，将会有更多的领域使用中间相炭微球。

3. 国家政策的支持：随着国家环保政策的逐渐加强，中间相炭微球行业将会得到更大的发展机会。

政策的支持以及激励措施将促进创新和技术进步，也将推动整个行业的发展。

三、行业市场前景1. 催化剂领域：中间相炭微球被广泛应用于催化剂领域，如精细化学品、化工和医药等领域。

未来，随着中间相炭微球性能的不断提升，其在催化剂领域中的应用将会愈加广泛。

2. 气体存储领域：中间相炭微球具有高的孔容量和易于填充的特点，因此在气体存储领域中应用广泛。

其主要应用领域包括天然气、氢气等能源的存储。

3. 其他领域：中间相炭微球还可以应用于污染物吸附、过滤和分离、电化学储能等领域。

随着技术的进步和市场的需求，中间相炭微球的应用领域将不断扩大。

总之，中间相炭微球行业前景广泛，发展前景看好。

随着环保意识的提高以及工业转型升级的需求，中间相炭微球制造业将在市场中占据一席之地。

中间相炭微球中间相炭微球(MCMB)是日本的Honda和Yamada于1973年从沥青中间相中通过溶剂选择分离出的，在此以后，对MCMB的研究快速发展起来。

MCMB是液晶状各向异性的小球体，它具有杰出的物化性能，如化学稳定性、热稳定性、优良的导热导电性能，是一种新型的具有很大发展潜力和应用前景的炭材料，因此它的出现引起了炭材料学界研究的兴趣。

MCMB由于其具有均匀的粒径和良好的球形特点，又兼具有独特的分子层面平行堆砌结构和自粘结性，已成为非常优质的炭材料前驱体，目前已被用于制备高强度高密度炭材料、高比表面积活性炭材料、高效吸附材料、催化剂载体、锂离子电池负极材料1等一系列高性能材料。

本文概述了MCMB的制备方法，及其生长机理和影响因素，并介绍了MCMB在高强高密各向同性炭材料、锂离子电池负极材料等方面的应用。

1中间相炭微球的制备1．1 中间相球体的生成、生长和融并MCMB的制备是以液相炭化理论为指导。

按照液相炭化理论，含有多环芳烃重质成分的烃类，液相炭化过程中生成大量的中间相小球体，要得到粒径均匀、形貌好的MCMB关键在于聚合过程中，怎样适当控制小球体的生长，并阻止小球体之间的融并，这就要控制好液晶分子的生长速率和流动性。

为了能够制备出性能更优异的MCMB，国内外学者对碳质中间相的形成理论进行了广泛而深入的研究，并提出了极具代表性的三种理论；一种为中间相形成机理的传统解释，有机芳香类化合物如煤焦油、沥青等在350～500℃下液相炭化，体系内不断进行着热分解以及热缩聚反应，脱氢后，形成了大量高聚物大分子，随着聚合程度的加深，分子量不断长大，到一定程度后，在范德华力的作用下形成片层叠合，为了体系内两相之间的稳定，片层堆叠到一定程度，形成具有各向异性的中间相小球体，中间相小球体继续聚合母液中的小分子，同时球体之间相互碰撞融并，逐渐成长为大的球体，这就是MCMB生成，生长和融并的过程。

对中间相形成机理进一步完善，提出了“微域构筑”理论，认为应该先由片状芳香分子组装成片状分子堆积单元，然后再堆叠成球形的微域，最后由微域堆积成中间相球体。

中间相炭微球的制备及性能研究的开题报告一、选题的背景和意义：随着近年来环保意识的提高，汽车尾气排放的问题越来越引起人们的关注。

其中，氮氧化物(NOx) 是汽车尾气中的主要污染物之一，它们直接导致臭氧层的破坏和人体健康的损害。

目前，一些方法已被应用来降低尾气中的NOx，例如选择性催化还原(Selctive Catalytic Reduction, SCR)技术和黄尾峡催化剂孔道炭微球(Catalytic Hollow Carbon Microspheres，CHCMs)等氮氧化物捕集剂。

其中，CHCMs 拥有较大的比表面积和孔径分布，能够显著提高催化剂的活性和选择性。

二、研究内容：本次研究拟对中间相炭微球(MBCMs)的制备及其性能进行研究。

主要探讨以下方面：1. MBCMs 的制备方法优化：通过改变不同的制备参数，如模板模板比、碳原料种类和温度等，来获得具有较大比表面积和孔径分布的MBCMs。

2. MBCMs 的表征：使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和比表面积分析等手段来分析MBCMs 的形貌和结构。

3. MBCMs 的催化性能测试：考察MBCMs 在SCR反应中对NOx 去除的催化性能。

三、研究方法：1. 制备MBCMs：采用硫酸铁为催化剂，通过乳液聚合法制备MBCMs。

在制备过程中，共聚合反应中的中间相液滴充当了球形模板，最终生成中间相炭微球。

2. 表征MBCMs：使用SEM、TEM、XRD等手段对制备好的MBCMs 进行表征。

3. 测试催化性能：使用适当的反应装置，在不同条件下测试MBCMs 的催化性能。

四、预期结果：本研究旨在制备具有较大比表面积和孔径分布的MBCMs，并探究其在SCR反应中的催化性能。

期望得到以下结果：1. 合成具有较大比表面积和孔径分布的MBCMs；2. 研究不同条件下MBCMs的催化性能；3. 探究制备MBCMs的适宜条件，提高催化剂的活性和选择性。

五、结论：本研究旨在探究MBCMs的制备及其性能，以期达到减少汽车尾气中NOx 含量的目的。