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1、书期工进展··高性能煤基炭材料的研究现状与发展前景邱介山罗长齐郭树才,,!大连理工大学煤化工研究所大连∀#∃%提要炭素材料具有许多特性&随着工业技术的发展,它的地位将越来越重要。以煤为原料制备高性能炭素材料,已引起人们的普遍关注并具有十分乐观的潜在发展前途这一领域的研究与开发工作将使煤化学、煤化工研究在高技术开发中占有一席这地。依据有关文献资料,结合作者的研究结果,重点介绍煤基高性能炭素材料∋炭分子筛、分子筛炭膜、富勒烯及缩合多环芳烃树脂的研究现状与发展动态。关锐词煤,炭分子筛,分子筛炭膜,富勒烯,缩合多环芳烃树脂,我国煤炭资源丰富已探明
2、储量约(∀##,,,炭分子筛)亿远比石油储量大加之石油消耗剧增煤,炭将不仅是我国经济发展的能源基础也将成炭分子筛!以下简记+15%是近∃#年发展为开发新型材料的重要原料。以煤为原料可以起来的一种新型炭质吸附剂,它以较均一的发制得各种很有用的炭素材料和复合材料。下列达微孔结构区别于活性炭,和沸石分子筛一样“既旧又。是以煤为原料制得的高级或者说是能够筛分分子+15在化学组成上与活性炭没”一∗。,仁〕新的炭素材料有本质上的区别主要区别在于其孔隙率和孔··&沥青基碳纤维电极∋径分布+15的孔径分布在。&∗Β/09之··中间相基碳纤维炭晶须或灯丝,,间微
3、孔的入口形状为狭缝平板形孔溶一般··活性碳纤维&,炭分子筛#+∗ΔΕ不大于∃9Χ而活性炭的孔容要大得多·,富勒烯或巴基球插层材料,,··孔径分布宽从微孔到大孔都有平均孔径约分子筛炭膜炭膜&0‘。,为∃/9Φ〕目前318作为变压吸附空气分·石墨和右墨系材料·复合材料·碳纤维增强塑料·冶金焦离技术的首选吸附剂在国内外被广泛用于中小。·中间相炭微球·活性炭规模的空气分离以制取富氮气体随着国民经,、·类金刚石薄膜·弹性炭济的发展金属热处理石油开采及输油管道·缩合多环芳烃树脂·炭黑冲洗、粮食储存、水果保鲜、煤矿井下灭火等,。本文依据有关文献资料并结合作者的研
4、领域对高纯度氮气的需求日益增长+15在我,究结果重!+,−./01/23342,−。点介绍炭分子筛国有广阔的推广应用前景、,563738%分子筛炭膜!+,−./01/23/2,−56373人们对+15的研究始于Γ(年当时、139.−,038%:4223−3038%及缩合多环Η993)巨二5,−,0!氯乙富勒烯!发现树脂烯和偏二氯乙+/0;3033;9烯的聚合物%的炭化物有分子筛作用从∀#年?38608%,、、等≅Α种煤基高性能炭素材料的研究现代末期开始联邦德国美国日本和前苏联,状及发展动态希望能对
5、我国的煤基新材料研等国家相继在这一领域开展了研究工作。依所。,究与开发有所裨益用原料的不同+15的制备大致可分为个方&&ΓΓΙ∀化工年月∋Ε,面!2%以热固性有机高分子聚合物为原料热载体新法干馏半焦%为原料对空分用煤基Ε!∃%以活性炭为原料!∗%以植物!如椰壳+15的制备理论和技术进行了系统的研究开等%为原料Ε!%以煤为原料。前两类方法一发,于实验室内完成了技术的小试和中试工作,,。直没有实现工业化生产第一类方法主要用于成功开发了煤制+15新工艺技术此技术于,,生产色谱填充吸附剂和催化剂载体炭分子筛ΓΓ∃年月转让浙江省长兴化工厂同年成功
6、的制备成本高Ε第二类方法在ΓΓ年前没有大地实现工业化生产。工业化生产应用证明,作,,−−/43)8的进展但从ΓΓ年至今美国>6<;∋者开发的煤制+15技术具有以下特点工艺&,0;+ϑ3963,28Κ03ΕΕ进行了以活性炭为原料直流程简短合理设备投资低工艺参数易于操∋,接制备空分富Λ用+15的系统研究据称小Ε“”,作控制生产过程基本无三废产生符合仁∀〕ΕΕ、试产品的空分性能优异第三类和第四类方国Ε家环保条例的要求生产周期短成本低产、、法由于原料来源广泛价格低廉制备工艺简品性能优异、稳定。用大连理工大学的技术在,因此这两个研究方向在世,ς单且产
7、品适用性强工业化规模上生产的+15其空分性能!产Λ。一界范围内受到广泛重视并取得重大进展大量率%在常压解吸的变压吸附装置上%#Χ!ϑ,·的研究工作证实不同煤化度的煤!从泥煤到·ςΓΓΕΤΔ+15%ΦΛ纯度%ΩΞ!Ψ%」在真空解。无烟煤%均可作为制备+15的原料川一·吸的变压吸附装置上可达到ΙΧ!ϑΤΔ煤基+15的工业化生产技术首先由联邦+15%ΦΛς纯度%ΓΓ&#Ξ!Ψ%」,这些指标均高一德国的采矿研究公司!Μ3−Δ.,4:/−83ϑ40Δ于迄今为止在国内市场上销售的同类进口,,Ν9.Ο简称Μ:公司现名Π1Θ公司%在Ι#。+15的相应指标
8、表所示为长兴化工厂用大,。二年代初开发成功并在多国获得专利权十连理工大学的技术在工业化规模上生产的,多年来Μ:公司生产的+
