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随着洁净煤技术的日趋完善,煤化工行业得到了大力发展。煤气化渣作为煤化工企业排出的主要固体废弃物,需要为其寻求一条合理、高附加值、易于产业化的应用方向。在电子技术迅速发展的当下,静电的危害已经涉及到了生产生活的方方面面。填充导电填料是目前高分子材料获得抗静电性能的主要方式,其中复合系导电填料以价廉物美的特性从传统导电填料中脱颖而出。然而,现有的复合导电填料存在一些缺点,如原料获取困难,形貌不易调节,与聚合物相容性差,难以实现产业化等。因此,开发新型复合导电填料变得十分必要。煤气化渣作为煤化工产业的大宗固废,具有许多独特的理化性质。尤其是其中的气化细渣,颗粒形态规则,反应活性高,易于通过酸溶获得多孔结构,是一种理想的基体材料。本文首先深入探究了煤气化渣通过盐酸酸溶形成孔结构的机理及其热稳定性,然后以具有多孔结构的煤气化细渣为基体在其表面包覆金属和金属氧化物,得到了导电性能优异的复合粉体,最后将所得的煤气化渣基复合导电粉体作为填料应用于聚丙烯中制备了填充型抗静电聚合物复合材料。文章以多孔微珠结构为切入点,证明了煤气化渣多孔微珠作为复合导电填料基体的优越性,揭示了煤气化渣基复合导电填料独特的导电结构,考察了该种填料在抗静电聚合物市场上的发展潜力。论文为后续制备煤气化渣基复合导电填料提供了借鉴与思路,为研究其在聚合物中的应用提供了理论基础,同时也为煤气化渣固体废弃物的资源化再利用开发了一条全新路线。本文的研究内容和结论主要包含以下几个部分:1.围绕煤气化渣的酸溶造孔,研究了其形成过程和动力学机理,验证了所形成孔隙结构的热稳定性。首先,在优选条件下（酸灰比为1.0、液固比为4:1 m L/g、盐酸浓度20 wt%、酸溶温度90℃、酸溶时间4 h）,发现酸溶后的煤气化粗渣和煤气化细渣的比表面积分别可达327 m~2/g和137 m~2/g。其次,得到了酸溶的一级动力学反应方程,证明了酸溶造孔的过程是在已经酸溶成孔的孔壁上继续酸溶出新孔,并不断向内部延伸得到树状多孔结构的过程。最后,对酸溶后的多孔材料进行耐热性测试发现,酸溶处理可以使硅质富集从而显著提高煤气化渣孔结构的热稳定性。以上研究为酸溶煤气化渣的后续应用提供了理论基础,证明了其孔结构在高温条件下仍能稳定存在。2.基于煤气化渣多孔结构的良好热稳定性,采用化学沉积法制备了锑掺杂二氧化锡（Sb-Sn O2）包覆煤气化细渣多孔微珠（CM）的复合导电粉体（ATCM）。结果表明,结晶良好的Sb-Sn O2纳米颗粒在CM表面形成了均匀且致密的包覆层,核壳之间通过Si-O-Sn键连接,粉体的体积电阻率可达2.60×10~3Ω·cm。通过研究煅烧过程对ATCM电阻率的影响发现,ATCM的导电机理是Sb5+取代Sn4+产生载流子的结果。其中,煅烧温度的变化会导致Sb元素的表面偏析,通过影响Sb的浓度改变其离子价态,从而影响ATCM的电阻率。通过研究包覆过程及CM孔隙率对ATCM电阻率的影响,得到了孔结构随着纳米颗粒在孔道内沉积而产生的演变机理。最终提出了ATCM内部导电通道与表面导电包覆层相结合的独特导电结构。3.采用简化的化学镀法合成了银（Ag）纳米颗粒包覆煤气化细渣多孔微珠（CM）的复合导电粉体（Ag@CM）。结果表明,Ag@CM表面包覆了结晶良好、均匀致密的Ag纳米颗粒,其体积电阻率可达1.47Ω·cm。通过正交试验法和对Ag负载量的详细探究,确定了Ag@CM的优选制备条件以及制备条件之间的主次顺序:镀液Ag含量＞Ag NO3浓度＞粗化方式＞反应p H值。在正交试验的基础上,经过进一步的研究发现CM基体的两大优势:一是在预处理步骤中CM基体不经过粗化的包覆效果要优于粗化后的效果。这是因为CM基体本身的多孔结构为金属离子的附着提供了巨大的接触面积和吸附力,无需进一步粗化。二是Ag@CM的沉积机理,即CM的多孔结构吸附了大量的Ag+离子于孔道和表面上并形成了Ag团簇,然后以这些Ag团簇为活化中性沿着基体表面包覆了更多的Ag纳米颗粒,最终得到了表面包覆层与内部导电通道相结合的导电结构。4.将ATCM和Ag@CM复合导电粉体作为填料与聚丙烯（PP）混合制得了性能优异的抗静电聚合物基复合材料,并与商用导电填料进行对比探讨了煤气化渣基复合导电填料的优势。加入20 wt%的ATCM所制得ATCM@PP复合材料的体积电阻率为4.93×10~9Ω·cm,抗拉强度为29.03 MPa。ATCM作为填料与炭黑、石墨、Sb-Sn O2、Sb-Sn O2@Ti O2相比,在提高抗静电性能、提升导热系数和保持机械强度方面都具有优秀的表现。加入20 wt%的Ag@CM所制得Ag@CM@PP复合材料的体积电阻率为3.35×10~5Ω·cm,抗拉强度为26.06 MPa。与具有相同粉体体积电阻率的传统镀银玻璃微珠（SG）相比,加入PP后,Ag@CM@PP复合材料的体积电阻率和力学性能皆优于SG@PP复合材料。研究发现,这些煤气化渣基复合导电填料在聚合物中均表现出了优异的性能,其原因主要来自于纳米包覆粒子沉积在CM的介孔和表面所形成的独特导电结构。