新型炭材料中間相炭微球MCMB的制備及應(yīng)用

含有稠環(huán)化合物（如：瀝青類化合物）熱處理時(shí)，發(fā)生熱縮聚反應(yīng)生成具有各向異性的中間相小球體，把中間相小球從瀝青母體中分離出來形成的微米級(jí)球形碳材料就稱為中間相碳微球（簡稱MCMB）。中間相炭微球是一種新型炭材料，它是在研究中間相的過程中發(fā)展起來的，其理論基礎(chǔ)是中間相理論。中間相炭微球具有杰出的物化性能，如化學(xué)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性，優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能等，是一種新興的具有**開發(fā)潛力和應(yīng)用前景的碳材料。

制備：

1）原料：必須具有能夠形成中間相的組分，通常有煤瀝青、煤焦油、石油渣油瀝青，也有合成樹脂、合成瀝青等。

2）添加劑：為了促進(jìn)中間相小球的生成，阻止其融并。如，加入炭黑可以在中間相初生過程中起到成核作用，促進(jìn)小球生成；在中間相小球長大過程中，一部分炭黑可以附著在中間相小球表面，阻止小球相互融并。

3）制備方法：直接縮聚法：把原料在惰性氣氛下熱縮聚，在一定溫度和停留時(shí)間下，制得含有中間相小球的瀝青。優(yōu)點(diǎn)：工序簡單，條件易于控制，易實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。缺點(diǎn)是小球尺寸分布寬，形狀和尺寸不均勻，收率低。

間接法（乳化法和懸浮法）：把原料經(jīng)過較嚴(yán)格的條件制得**的中間相瀝青，在經(jīng)過研磨分散來制得中間相小球。

主要用途：

鋰離子電池負(fù)極材料：MCMB具有較低的表面積，減少了充放電過程中發(fā)生的表皮反應(yīng)，此外，MCMB內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)呈徑向排列，意味著存在許多暴露著的石墨晶體邊緣，從而使它能夠大電流密度充放電。

復(fù)合材料：MCMB為微米級(jí)球形顆粒，并且通過調(diào)整組分內(nèi)β樹脂含量可以具有適宜的自粘結(jié)性，因此是一種制備復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)原料。

催化劑載體：中間相碳微球可吸附某些催化劑而成為催化劑，若對其進(jìn)行等離子體預(yù)處理，可以增大催化劑

活性炭微球：較高含量的中孔孔容是一種理想的雙層電容器材料。

此外中間相碳微球還可以用作填充材料、導(dǎo)電材料、陽離子交換劑、功能復(fù)合材料以及表面修飾碳材料等。

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wyf 05.13