《煤基中間相小球體源質分離及可控演化的化學基礎》是依託中國礦業大學，由秦志宏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：煤基中間相小球體源質分離及可控演化的化學基礎
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：秦志宏
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
液相炭化及煤（瀝青）熱解炭化製取針狀焦、炭纖維、炭微球、炭負極材料等高附加值與高性能炭素材料的核心是中間相及中間相理論，而中間相的核心又是中間相小球體。傳統的煤基中間相製備主要以煤焦油瀝青為原料，小球體的生成和演化不易控制，生成機理不明確。.本項目研究則提出一種直接從煤中分離出喹啉可溶的中間相小球體源質（來源物質），然後在室溫下通過溶劑牽引使源質微粒長成類小球體，再經過炭化由源質類小球體直接生成中間相小球體和體中間相的全新方法；並揭示由源質分離到體中間相最終生成之整個過程的機理，考察核心控制因素並實現過程的可控演化，構建基於源質的煤基中間相生成新理論，為煤基中間相製備提供一條新路徑和新的原料來源，從而在基礎層面和套用層面推動煤基炭材料學科的發展。
結題摘要
液相炭化及煤（瀝青）熱解炭化製取針狀焦、炭纖維、炭微球、炭負極材料等高附加值與高性能炭素材料的核心是中間相及中間相理論，而中間相的核心又是中間相小球體。傳統的煤基中間相製備主要以煤焦油瀝青為原料，小球體的生成和演化不易控制，生成機理不明確。本項目提出了一種依靠全組分分離技術直接從煤中分離出喹啉可溶的中間相小球體源質（來源物質），然後在室溫下生成源質微粒，再經過炭化由源質直接生成中間相小球體和體中間相的全新方法；揭示了由源質分離到體中間相最終生成之整個過程的機理，考察了核心控制因素並獲得了小球體生成過程的可控演化條件，構建了基於源質的煤基中間相生成新理論，並以此為基礎研究了中間相炭微球的製備條件。結果表明：源質即密中質組是煤熱解生成中間相小球體的唯一來源物質；通過最佳化工藝條件，可以由源質製備出可溶性中間相含量達41.3%的廣域流線型中間相；炭化溫度、恆溫時間及源質堆積方式是影響中間相小球體生成的較強可控因素，控制在不同範圍可分別得到粒徑為1~2µm、2~3µm和 ＞3µm的小球體；由源質生成中間相的過程主要包括常溫源質顆粒的形成、小球體基核的生成、基核的轉移與聚集形成球包、基核球包的融合與長大及球包併合形成小球體5個步驟，並由此建立了基於源質的煤基中間相生成新理論-“基核球包併合”理論，利用該理論對源質炭化形成中間相小球體及最終形成體中間相的過程進行了合理解釋；以源質為原料可製備比表面積達2636.5 m2/g、碘吸附值達2616 mg/g、粒徑分布在10~20µm範圍的活性中間相炭微球。本項目研究解決了煤熱解過程中產生中間相小球體的來源物質問題，並找到了分離這種來源物質的方法；提出了一種基於源質的煤基中間相製備工藝及可控條件，為煤基中間相製備提供了一條新路徑和新的原料來源；形成了製備中間相新方法的基本理論，在基礎層面和套用層面創新了煤基炭材料的新研究方向。
