添加劑對煤基石墨微觀結構的影響

于昭儀 ，謝衛(wèi)寧 ，邱 鈿 ，逯啟昌 ，姜海迪 ，何亞群

（1.中國礦業(yè)大學 化工學院, 江蘇 徐州 221116；2.中國礦業(yè)大學 現(xiàn)代分析與計算中心, 江蘇 徐州 221116）

0 引 言

石墨作為一種高能晶體碳材料，由蜂窩狀有序排列的碳原子堆疊而成，具有耐高溫、抗熱震、導電好、潤滑佳、化學穩(wěn)定性以及可塑性強等優(yōu)異特性。目前軍工、現(xiàn)代工業(yè)、航空航天、國防科技及高新尖技術等領域對石墨需求的迅速增加，石墨逐漸成為重要的戰(zhàn)略資源[1-3]。但隨著天然石墨價格的提高，大規(guī)模的石墨資源利用受到成本的影響。因此，尋求一種來源廣泛，成本低廉的原料用于制備天然石墨的替代品已迫在眉睫。煤炭作為含碳量僅次于石墨的天然礦產(chǎn)，資源豐富、價格低廉，含有大量與石墨類似的芳環(huán)結構，是制備石墨的優(yōu)質原料[4]。

太西無煙煤具有低灰、低硫、低磷、高化學活性、高固定碳含量等優(yōu)點[5]，以其為前驅體，經(jīng)高溫熱處理可使其微晶結構有序度提高[6]，并轉變?yōu)槊夯M而實現(xiàn)寶貴的礦產(chǎn)資源更加合理有效的利用[7]。楊麗坤等[8]和張亞婷等[7]以太西無煙煤為原料，分別采用高溫煅燒法和中頻感應石墨化爐成功制備了煤基石墨，并以此為基礎制備煤基石墨烯。邱鈿[9]以不同變質程度煤為原料，再經(jīng)不同預處理和高溫石墨化熱處理后制備出具有不同微觀形貌的煤基石墨，如鱗片狀石墨、球形石墨、蜂窩狀石墨和棒狀石墨。雖然目前煤基石墨制備方法已較為成熟，但制備過程多直接以脫灰煤炭為原料的無干預無添加方式，添加劑對煤基石墨微觀結構和性質影響的關注相對較少。……