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，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間下，制得含有中間相小球的瀝青。優(yōu)點：工序簡單，條件易于控制，易實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。缺點是小球尺寸分布寬，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