竹焦油基耐高溫樹脂的合成及其在多孔碳制備上的應(yīng)用.pdf

1、本論文以竹炭加工副產(chǎn)物竹焦油為基本原料,合成了多核多環(huán)芳烴樹脂,并將其用作前軀體制備了多孔碳材料。
　　 首先通過成分分析了解其組分。然后以竹焦油為原料,對(duì)苯二甲醇(PXG)為交聯(lián)劑,在對(duì)甲苯磺酸催化下縮合聚合,合成了COPNA樹脂,并對(duì)其進(jìn)行了較系統(tǒng)的分析。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,竹焦油可以作為原料合成COPNA樹脂。經(jīng)過正交試驗(yàn)對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化,找到對(duì)產(chǎn)物影響較大的實(shí)驗(yàn)條件依次為:反應(yīng)原料和交聯(lián)劑比例、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)

2、溫度、反應(yīng)催化劑用量。對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行了紅外光譜分析,推測(cè)了合成過程可能的機(jī)理,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)中主要發(fā)生芳環(huán)聚合、酚類的縮聚和小分子的脫除。對(duì)B階產(chǎn)物樹脂進(jìn)行了熱重分析、分子量測(cè)試,并對(duì)固化后的C階樹脂進(jìn)行了熱失重、紅外等分析,推測(cè)了固化機(jī)理。
　　 以竹焦油為原料,對(duì)苯二甲醛為交聯(lián)劑,對(duì)甲苯磺酸為催化劑,在實(shí)驗(yàn)條件為:原料交聯(lián)劑質(zhì)量比5:2,催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％,130℃下反應(yīng)得到的B階樹脂中起粘結(jié)性作用的β樹脂含量可達(dá)36％,固化后

3、熱分解起始溫度為360℃,1000℃后炭化收率可達(dá)50％,表現(xiàn)出了較高的耐熱性和較高的炭化收率。
　　 將得到的B階樹脂按固化過程及條件的不同固化,再經(jīng)過炭化等過程制備多孔碳材料,并對(duì)碳材料形貌等進(jìn)行了表征。分別在微孔玻璃炭制備和碳泡沫制備上進(jìn)行了探索。不同條件下制備的玻璃炭用作負(fù)極材料制備的鋰電池循環(huán)50次后比容量穩(wěn)定在269mAh/g。在泡沫炭制備的探索上,常壓下發(fā)泡的泡沫炭樣品在0.387g/cm-3密度下抗壓強(qiáng)度可達(dá)13