近年來(lái),隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步,許多領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊笠苍絹?lái)越高,高端炭材料就是其中很重要的一部分。眾所周知,中間相瀝青是由平面稠環(huán)芳烴組成的大分子混合物,具有易取向、易石墨化、成炭率高等優(yōu)點(diǎn),是制備多種高端炭材料的優(yōu)質(zhì)前驅(qū)體。所以研究制備可工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)中間相瀝青具有重要的科學(xué)、實(shí)用和戰(zhàn)略意義。本論文利用精制煤焦油瀝青作為原料,還原氧化石墨烯(reduced grapheneoxide,rGO)和四氫萘(tetrahydronaphthalene,THN)作為添加劑,研究了它們對(duì)中間相瀝青形成和發(fā)展的影響。通過(guò)系統(tǒng)的研究來(lái)尋找一條最佳的優(yōu)質(zhì)中間相瀝青制備工藝路線。同時(shí),將所得中間相瀝青制備成炭纖維來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)物的優(yōu)劣性和工藝的可行性。首先,通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)溫度、保溫時(shí)長(zhǎng)以及體系壓力對(duì)該精制煤焦油瀝青熱聚合的影響,找到最佳的基礎(chǔ)反應(yīng)工藝。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,為了降低中間相瀝青的制備難度,本研究在每組實(shí)驗(yàn)中均引入了 0.01 wt%的rGO作為成核劑來(lái)促進(jìn)中間相瀝青的生成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)熱聚合溫度為400℃、保溫時(shí)長(zhǎng)為10h、體系壓力為2.0MPa時(shí),熱解產(chǎn)物具有較高的中間相含量、廣域型的偏光織構(gòu)以...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 中間相瀝青的定義及性質(zhì)
        1.1.1 中間相瀝青的定義
        1.1.2 中間相瀝青的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
    1.2 制備中間相瀝青的原料
        1.2.1 純芳烴或混合芳烴
        1.2.2 石油系瀝青
        1.2.3 煤焦油瀝青
        1.2.4 重質(zhì)油
    1.3 中間相瀝青的制備方法
        1.3.1 直接熱縮聚法
        1.3.2 催化熱縮聚法
        1.3.3 共炭化法
        1.3.4 其他制備方法
    1.4 中間相瀝青的形成和發(fā)展機(jī)理
        1.4.1 中間相形成和發(fā)展機(jī)理的傳統(tǒng)解釋
        1.4.2 “微域構(gòu)筑”理論
        1.4.3 “顆粒基本單元構(gòu)筑”理論
    1.5 影響中間相瀝青制備的因素
        1.5.1 原料的種類
        1.5.2 反應(yīng)溫度和時(shí)間
        1.5.3 反應(yīng)體系壓力
        1.5.4 反應(yīng)氣體環(huán)境
        1.5.5 機(jī)械攪拌
        1.5.6 添加劑
    1.6 中間相瀝青的應(yīng)用
        1.6.1 中間相瀝青基炭纖維
        1.6.2 中間相瀝青基泡沫炭
        1.6.3 中間相瀝青基針狀焦
        1.6.4 中間相瀝青基炭微球
    1.7 本課題選題意義及研究?jī)?nèi)容
        1.7.1 選題目的及意義
        1.7.2 課題研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法及步驟
        2.3.1 中間相瀝青的制備
        2.3.2 中間相瀝青基炭纖維的制備
    2.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與表征
        2.4.1 中間相瀝青的光學(xué)形貌分析
        2.4.2 軟化點(diǎn)測(cè)試(SP)
        2.4.3 族組分分析
        2.4.4 元素分析
        2.4.5 灰分測(cè)定
        2.4.6 傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)
        2.4.7 X-射線衍射分析(XRD)
        2.4.8 熱重分析(TGA)
        2.4.9 拉曼光譜分析(Raman)
        2.4.10 化學(xué)動(dòng)力學(xué)分析
        2.4.11 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.12 其他測(cè)試
第三章 精制煤焦油瀝青熱縮聚基礎(chǔ)工藝研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方案
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 原料的基本性質(zhì)
        3.3.2 熱縮聚溫度對(duì)中間相光學(xué)織構(gòu)的影響
        3.3.3 熱縮聚溫度對(duì)熱解產(chǎn)物性質(zhì)的影響
        3.3.4 保溫時(shí)間對(duì)中間相光學(xué)織構(gòu)的影響
        3.3.5 保溫時(shí)間對(duì)熱解產(chǎn)物性質(zhì)的影響
        3.3.6 體系壓力對(duì)中間相光學(xué)織構(gòu)的影響
        3.3.7 體系壓力對(duì)熱解產(chǎn)物性質(zhì)的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 rGO對(duì)精制煤焦油瀝青熱縮聚過(guò)程的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 熱解產(chǎn)物的光學(xué)織構(gòu)
        4.3.2 添加rGO后的熱解機(jī)理
        4.3.3 熱解產(chǎn)物的紅外數(shù)據(jù)分析
        4.3.4 熱解產(chǎn)物的XRD數(shù)據(jù)分析
        4.3.5 熱解產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性分析
        4.3.6 熱解產(chǎn)物的化學(xué)動(dòng)力學(xué)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 THN對(duì)中間相瀝青均相結(jié)構(gòu)及應(yīng)用的影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方案
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 THN的添加對(duì)熱解產(chǎn)物的偏光紋理及結(jié)構(gòu)性能影響
        5.3.2 THN的添加對(duì)熱解產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性影響
        5.3.3 中間相瀝青基炭纖維的結(jié)構(gòu)與性能
        5.3.4 中間相瀝青的均相結(jié)構(gòu)及其成絲機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師介紹
碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書



本文編號(hào)：3753824