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开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122321022丛书名: 新型炭材料
第1章原料沥青的来源及组成结构1
1.1煤沥青1
1.1.1煤沥青的性质1
1.1.2煤沥青的组成结构2
1.2石油沥青9
1.2.1石油沥青的性质9
1.2.2石油沥青的组成与结构12
1.3萘沥青21
1.3.1萘的分子结构本性与热反应性能22
1.3.2萘沥青的制备方法25
1.3.3催化缩聚法制备萘沥青和中间相沥青33
参考文献40
第2章沥青焦和针状焦43
2.1沥青焦45
2.1.1生产原料45
2.1.2生产工艺46
2.1.3沥青焦的性能与应用54
2.2针状焦58
2.2.1针状焦简介58
2.2.2生产针状焦的理论基础60
2.2.3针状焦的生产工艺61
2.2.4针状焦的结构及其性能72
2.2.5针状焦的应用79
参考文献84
第3章中间相沥青的形成与转化91
3.1中间相沥青的概念91
3.2中间相沥青的制备与评价92
3.2.1原料92
3.2.2制备方法102
3.2.3质量评价109
3.3中间相沥青的形成过程113
3.3.1球形中间相113
3.3.2体形中间相123
3.3.3“颗粒基本单元构筑”理论135
参考文献173
第4章沥青基炭纤维182
4.1发展概况183
4.2生产工艺185
4.2.1原料沥青的选择和精制185
4.2.2纺丝沥青的调制188
4.2.3沥青纺丝201
4.2.4沥青纤维的不熔化227
4.2.5炭化229
4.3炭纤维的力学性能与微观结构234
4.3.1炭纤维的力学性能234
4.3.2炭纤维的微观结构236
4.3.3炭纤维中的石墨微晶结构242
4.4沥青基炭纤维的性能与应用领域253
4.4.1通用级沥青基炭纤维的性能253
4.4.2高性能沥青基炭纤维的性能254
4.4.3应用领域257
参考文献263
第5章中间相沥青炭微球273
5.1中间相沥青炭微球的制备273
5.1.1缩聚法273
5.1.2乳化法275
5.1.3悬浮法281
5.2中间相沥青微球的分离285
5.2.1溶剂分离法285
5.2.2离心分离法287
5.2.3热过滤分离法288
5.3中间相沥青微球的炭化石墨化290
5.4中间相沥青炭微球的结构与性能292
5.4.1中间相沥青炭微球的形态292
5.4.2中间相沥青炭微球的织构293
5.4.3中间相沥青炭微球的微结构299
5.4.4中间相沥青炭微球的结构与性能的关联301
5.5中间相沥青炭微球的应用319
5.5.1高密度高强度炭材料319
5.5.2高性能液相色谱柱填料325
5.5.3高比表面积活性炭325
5.5.4锂离子二次电池电极330
5.5.5催化剂载体334
参考文献338
第6章其他沥青基炭材料343
6.1沥青基球形活性炭343
6.1.1沥青基球形活性炭的制备方法344
6.1.2减黏剂结晶对球形活性炭初始孔道的影响345
6.1.3沥青基球形活性炭的孔道控制345
6.1.4球形活性炭的表面改性346
6.1.5不熔化处理的新方法346
6.1.6球形活性炭的应用346
6.2两亲性炭材料347
6.2.1水分散性348
6.2.2粒度分布349
6.2.3表面官能团349
6.2.4两亲性碳质前躯体构筑纳米球及其特点350
6.2.5两亲性碳质前躯体制备纳米多孔炭352
6.2.6包覆355
参考文献360
碳元素是自然界存在的,与人类密切相关的元素之一。碳元素具有多样的电子轨道特性(sp、sp2、sp3杂化)，再加之sp2的异向性导致的晶体各向异性和其排列的各向异性，使得以碳元素为主体元素构成的炭材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质，如：硬-软；绝缘体-半导体-良导体；绝热-良导热；全吸光-全透光等。随着科学技术的进步，人们发现碳似乎蕴藏着无限的开发可能性。
沥青基炭材料作为炭材料的典型代表，其优良的耐热性能、高热导率、良好的化学惰性、高电导率等优异的性能引起了炭材料领域科技工作者的高度重视，促进了沥青基炭材料的快速发展，在航空航天、能源、环保、医疗、电子、化工、机械、冶金等诸多领域越来越显现出广阔的应用前景。
中间相沥青是一类重要的炭材料前驱体，其结构和后处理条件决定了形成的中间相沥青炭材料的结构。而中间相沥青炭材料的结构与其具有的性质密切相关，是影响其具体性能和终应用的关键因素之一。因此，控制中间相沥青的形成及其向炭材料转化过程中的结构发展对制备高性能的沥青基炭材料尤为重要。
基于著者及其研究团队从事沥青基炭材料科学研究三十多年来，在国家863计划项目、国家自然科学基金、天津市自然科学基金重点项目、天津市应用基础及前沿技术研究计划重点项目、天津市重点科技攻关项目、天津市科技支撑计划重点项目和中国产学研合作创新项目（中石化、中海油和中车新能源）等研究课题中取得的一系列科研成果，尤其是利用王成扬教授提出的碳质中间相形成和形态发展的“颗粒基本单元构筑”新理论，进行可控制备高质量和高性能的沥青基炭材料，诸如中间相沥青炭微球、中间相沥青炭纤维、针状焦等的研究与开发，为本书的撰写提供了诸多原创性素材。
本书从稠环芳烃液炭化的物理化学角度，依据中间相形成与发展的“颗粒基本单元构筑”理论和炭化工学基础，重点论述了中间相沥青的形成与形态转化，系统阐述了通过特定的炭材料成型（成纤、成球等）和热处理工艺（不熔化、炭化和石墨化）制备各种用途的沥青基炭材料，诸如：沥青焦、针状焦、沥青基炭纤维、中间相沥青炭微球、沥青基炭纳米材料等的原理和技术。希望本书的出版能给我国炭材料科技工作者提供有益的研发参考资料，有利于促进我国沥青基炭材料的研发和工业化发展。
本书的主要内容包括沥青的来源及组成结构，中间相沥青的形成与转化，沥青基炭材料（沥青焦、针状焦、沥青基炭纤维、中间相沥青炭微球、沥青基炭纳米材料等）的可控制备和应用等。其中：第1、3、5章，王成扬执笔；第2、4章，李明伟执笔；第6章，陈明鸣执笔。
感谢天津大学化工学院及郭崇涛教授、郑嘉明副教授、李明高级工程师、李同起博士、刘秀军博士、李太平硕士、丁翰洋硕士、孙帅博士、卢秀荣硕士、贾荣利博士、王瑨博士、王九洲博士、郭雪飞博士和著者研究团队的全体成员对书中研究工作所做的贡献和大力支持！
由于时间与水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请广大读者和同行专家批评指正。
编著者
2018年6月
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