瀝青基碳材料制備與性能研究.pdf

1、太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文瀝青基碳材料制備與性能研究摘要氣相生長碳纖維(VGCFs)、碳納米管(CNTs)、納米洋蔥狀富勒烯(NoLFs)等新型碳功能材料以其密度小、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱等優(yōu)異的特性在眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。煤瀝青(即煤焦油瀝青)是煤焦油蒸餾提取餾分后的殘留物，為富碳混合物，依賴其熱解產(chǎn)生的CH4、CO等氣體及低烴類化合物的綜合作用可氣相生長碳功能材料。因此以煤瀝青為原料合成高附加值碳功能材料具有重要研究意義。本論文采用

2、化學(xué)氣相沉積(CVD)法，以煤瀝青為原料，二茂鐵為催化劑前驅(qū)體(煤瀝青二茂鐵質(zhì)量比為8515)，氫氣(xsomlmin)和氫氣的混合氣為載氣，通過改變氫氣流量，在1000℃制備了不同形貌的碳材料。采用X一射線衍射(XRD)、拉曼散射光譜(Raman)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和高分辨透射電鏡(H民1，EM)對產(chǎn)物進行表征和分析，并測試了產(chǎn)物的電阻、磁性、微波吸收等性能。實驗結(jié)果如下:1、當(dāng)氫氣流量為80mlmin時，產(chǎn)物為較長的定向

3、氣相生長碳纖維(LovGcFs)，較為純凈，直徑分布均勻(0.8一1.2林示)，為實心結(jié)構(gòu)，其定向纖維束長達6cm。測試了LOVGCFs的熱穩(wěn)定性及單根碳纖維的電阻，結(jié)果表明:1)產(chǎn)物在520℃之前在空氣中具有較好的熱穩(wěn)定性2)電流電壓(I一V)曲線呈非線性(1一25V)，為半導(dǎo)體特征，其原因主要由產(chǎn)物結(jié)構(gòu)缺陷造成。2、氫氣流量為300mlmin時，產(chǎn)物為碳納米管自組裝成的線團狀碳太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文INVESTIGATION

4、ONPREPARATIONANDPROPERTIESOFPITCH一BASEDCARBONMATERIALSABSTRACTAdvancedcarbonfunetionalmaterials，suehasvaPorgrowncarbonfibers(VGCFs)，cathonnanotubes(CNTs)andnanoonion一likefullerenes伽OLFs)，haveaehievedextensiveaPPlieationi

5、nmanyareasbeeauseoftheirexeellentProPerties，ineludinglowdensity，higheleetriealeonduetivityandhighthermaleonduetivity.CoalPitch(CoalTarPiteh，CTP)15aearbon一riehresidueofcoaltarPitehafterfraetionseParation.VaPorgrowncarbonm

6、aterialseanbesynthesizedfromsynergieeffeetsofgaseoussPecies，eonsistingofCH4，CO，HZ，NZ，HZSandlowmoleeularhydrocarbons，whiereleasedduringthePyrolysisofCTP.50，it15ofsignifieancetosynthesizehighaddedvalueearbonfuionalmaterial

7、sfromCTP.InthisPaPer，earbonmaterialswithdifferentmorphologieswereaehievedfromCTPbyehemiealvapdePosition(CVD)usingferroeeneaseatalystPreeurss(massratioofCTPferroeene8515)，argon(150mlmin)hydrogenasearriergasbyadjustingflow