农林废弃物热溶富碳萃取物制备碳纤维研究

发布时间：2020-12-05 06:40

　　碳纤维是高科技新型化工材料中的潜力股,因其优越的性质被广泛应用于军工、航天航空、储能及电极材料等众多工业领域。但是目前工业化的碳纤维原料价格较昂贵,由原料制备成前躯体的工艺相对冗长,前驱体生产占据整个碳纤维生产成本的1/4。因此,找到一种低成本的原料以及相对简单经济的高品质碳纤维制备方法十分重要。作者团队前期提出了一种农林废弃物热溶富碳提质分离方法,此方法能有效的对农林废弃物进行脱氧脱灰提质萃取,且获得的萃取产物具有良好的热塑性,碳含量较高,富含较多的芳香结构,且几乎无灰,其理化特性与碳纤维用沥青相似,且制备方法比碳纤维用沥青更加简单。因此本研究首次采用农林废弃物热溶富碳萃取物制备碳纤维。具体内容如下:首先,对农林废弃物热溶富碳制备碳纤维前驱体。采用典型的农林废弃物,通过调控热溶富碳反应条件,定向获得适合做碳纤维前驱体的萃取物。其主要产物的高分子量萃取物和低分子量萃取物的收率分别达到29%和41%,碳含量分别高达89%和85%,软化点分别为190℃~230℃和70℃~150℃。木屑在350℃、60 min的条件下获得的高分子量萃取物固定碳含量最高且达到51.72%,软化点230℃,且有... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

间歇式反应釜示意图

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文固体萃取物的元素分析和工业分析如表 2-1。从工业分析中可以杆有较高的挥发分含量及较低的灰分含量，此外两种农林废弃物也可能是导致两种农林废弃物的萃取产物分布不同的原因。高子量萃取物的碳含量为 74%~80%，且明显高于原农林废弃物的子量萃取物和低分子量萃取物的氧含量远低于原农林废弃物的物中74%以上的碳转化为 Deposit和 Soluble；然而，其80%的氧式被脱除。

试仪探头处于样品压片的上表面，坐标-1.0 代表热机械测试仪探头在静压力的作用下随着温度升高及样品逐渐软化到达样品的下表面，将探针到达下表面时的温度称之为软化点，从图2-3 中可以得出，相同条件下获得的 Deposit相较于 Soluble 明显有较高的软化点。从木屑中获得的萃取物 Deposit的软化点为 190 ℃~230 ℃，同时从稻杆中获得的萃取物 Deposit 随着温度升高无法完全软化。从我们前期的研究中表明 Deposit和 Soluble 的软化行为可以通过调整热溶富碳温度、反应停留时间和农林废弃物种类的选择来改变[62,65]。样品元素分析 (wt%, daf)H/C工业分析 (wt%, db)C N H O VM FC ASD 50.64 0.07 6.00 43.29 1.42 85.14 14.44 0.42SD-60-S 79.16 0.43 6.46 13.97 0.98 76.75 23.25 0.00SD-60-D 75.04 0.46 5.33 19.18 0.85 48.48 51.72 0.40SD-60-R 79.21 0.26 4.85 15.68 0.73 51.17 42.42 6.41SD-30-S 76.61 0.44 6.17 16.78 0.96 73.19 26.81 0.00SD-30-D 73.53 0.41 5.52 20.54 0.90 56.15 43.69 0.16SD-30-R 79.12 0.28 5.10 15.50 0.77 53.75 37.87 5.87RS 50.01 0.81 5.54 43.64 1.33 74.39 15.63 9.98RS-60-S 79.80 1.47 6.73 11.99 1.01 67.57 32.43 0.00RS-60-D 79.67 1.82 6.2


本文编号：2899052