【摘 要】
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水溶性沥青作为天然石墨的有效改性剂,在石墨表面包覆一层无定型碳形成“核-壳”型结构的C/C材料.在氮气保护下,采用热重分析仪对水溶性沥青包覆石墨复合材料的炭化过程进行
【机 构】
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辽宁科技大学 先进煤焦化及煤资源高效利用工程研究中心,辽宁 鞍山,114051
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水溶性沥青作为天然石墨的有效改性剂,在石墨表面包覆一层无定型碳形成“核-壳”型结构的C/C材料.在氮气保护下,采用热重分析仪对水溶性沥青包覆石墨复合材料的炭化过程进行动力学研究,得到了活化状态及络合参数.结果表明:水溶性沥青包覆石墨非等温干馏过程是该复合物的热解、缩聚过程;在快速升温条件下,包覆材料热解发生反应滞后,利于观察高温状态的中间态激活过程;lnln分析法研究复合材料包覆过程的表观活化能为9.266 kJ·mol-1,等温分解反应的平均活化自由能ΔG≠、 活化焓ΔH≠和活化熵ΔS≠分别为96.816 kJ·mol-1,2.497 kJ·mol-1和-298.875 J·mol-1·K-1;ΔH≠和ΔG≠的正值表明它们发生反应需要引入热量并具有非自发分解反应,ΔS≠小于零,表明相应的激活态沥青在石墨表面包覆的排列程度高于初始状态,高温恒温可导致形成芳香核缩聚,通过逐渐热分解对石墨进行“包覆”,炭化后可形成“核-壳”型结构的复合材料.这些结果有助于优化水溶性沥青包覆石墨炭化反应条件及反应炭化炉设计.
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