中間相瀝青炭微球（Mesocarbon Microbeads,MCMBs）是一種新型炭材料,具有獨特的結構、良好的化學穩(wěn)定性、高的導電性以及導熱性,是制備高性能炭材料的優(yōu)質前軀體,在諸多領域有應用價值。MCMBs具有獨特的球形形貌、層片分子平行堆砌的微觀結構以及作為電極材料時的優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性、良好的倍率性能等特點,成為一種有前景的鋰電池負極材料。由碳原子組成的六角型呈蜂窩狀結構的平面二維納米材料石墨烯（Graphene）,具有高導電性、高導熱性、高比表面積、高強度和剛度等諸多優(yōu)良特性。物理化學性能優(yōu)異的石墨烯,在高能量密度、高功率密度的鋰離子電池負極材料方向有著非常重要的應用價值。本論文以煤焦油瀝青為原料,采用熱縮聚法,研究了原料組成對MCMBs形成的影響,通過改變聚合溫度、恒溫時間等因素來探索合理的制備工藝。重點通過添加石墨烯,誘導原料瀝青中的芳烴分子取向排列,促進MCMBs的形成,考察了石墨烯添加量、溫度、時間等因素對MCMBs形貌、結構和形成機制的影響。對MCMBs進行炭化和石墨化處理后,進行電化學性能測試。利用偏光顯微鏡、SEM、XRD及FTIR等測試儀器對MCMBs的形貌、... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１?－?１?ＭＣＭＢｓ的形態(tài)結模型??Ｆｉｇ?１－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌｓ?ｏｆ?ＭＣＭＢｓ??

?北京化工大學碩士學位論文???烴分子尺寸較小，它們相互堆積形成規(guī)則的片狀堆積單元，這些堆積單元不是直接形??成中間相小球，是構成球形微域，進一步作為基本單元再組合成ＭＣＭＢｓ�！拔⒂驑嬛�??理論的示意圖如圖１－３所示：??＜３?—?＿卜——中間相球體??（ａ）片狀芳?（ｂ）片狀分了堆??否分子?積中元?（ｃ）屮間相瀝ｆｆ的微域??（分＆紺裝單兒）?（準取向分廣組裝甲兒）??圖１－３?“微域構筑”理論示意圖??Ｆｉｇ?１－３?Ｔｈｅ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎ?ｂｕｉｌｄｉｎｇ?ｔｈｅｏｒｙ??在“微域構筑”理論中，假設中間相形成過程中出現了片狀分子堆積單元，但在??實際實驗中并未觀察到。我國科研工作者經德齊等［７］對“微域構筑”理論作出進一步??的發(fā)展，提出“界面層轉化機理”。該機理表明，在瀝青與催化劑接觸的界面層內，小??分子芳烴轉化成平面大分子，在ｎ－ｊｉ鍵的作用下，平面大分子發(fā)生面面層積進而形成??片層單元，直接參與到形成中間相的過程中。該機理認為，中間相小球體均相成核優(yōu)??先發(fā)生在催化劑富集的區(qū)域，形成的晶核同步生長，最終形成粒徑均勻的ＭＣＭＢｓ。??“界面層轉化機理”總體上與“平面芳烴分子一堆積單元一中間相小球體”的形成過??程相吻合。經德齊等人的工作，對“微域構筑”理論在中間相形成過程中出現了片狀??分子堆積單元的假設作出了較合理的解釋。??（３）?“顆�；締卧獦嬛崩碚�。??天津大學王成揚教授在對非均相成核中間相炭微球的研究中，對碳質中間相形成??過程的機理提出了?“顆�；締卧獦嬛保ǎ拢酰椋欤洌椋睿�?ｆｒｏｍ?Ｇｒａｎｕｌａｒ?Ｂａｓｉｃ?Ｕｎｉｔｓ，ＢＧＢＵ）?

?第１章緒論???雜？藝＃??⑷平曲分子?（ｂ）中Ｍ相構筑中．元?（ｃ）中間相球體?（ｄ）碳化ＭＣＭＢ??圖１?－?４?“顆粒單元構筑”理論示意圖??Ｆｉｇ?１－４?Ｔｈｅ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?Ｂｕｉｌｄｉｎｇ?ｆｒｏｍ?Ｇｒａｎｕｌａｒ?Ｂａｓｉｃ?Ｕｎｉｔｓ?ｔｈｅｏｒｙ??１．３中間相瀝青炭微球的制備方法??目前，主要采取熱縮聚法、乳化法和懸浮法等方法制備ＭＣＭＢｓ。??１．３．１縮聚法??ＭＣＭＢｓ作為碳質中間相發(fā)展到一定階段的產物，其形成過程是中間相瀝青形成??的必經環(huán)節(jié)�？s聚法是以富含稠環(huán)芳烴的化合物為原料，在反應釜中進行熱處理�？s??聚法制備ＭＣＭＢｓ的過程大致為：在密閉的高溫高壓反應釜中放入適量的富含稠環(huán)芳??烴的煤瀝青等原料，通入適量的惰性氣體并維持適宜的壓力，按照合適的升溫速率，??將體系溫度升至指定溫度（一般在３５０°Ｃ？４５０°Ｃ范圍內），在該溫度下恒溫一段時間，??待反應結束體系冷卻至室溫，得到含有ＭＣＭＢｓ的固態(tài)聚合產物，將聚合產物溶于某??種有機溶劑［９］，通過適宜的方法，得到的溶劑不溶物即為ＭＣＭＢｓ�？s聚法工藝流程如??圖１?－?５所示：??５??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3093491