纳米碳酸钙硬模板下沥青基炭材料的制备研究.doc
延时老化试验研究纳米碳酸钙对沥青抗老化性能的影响
延时老化试验研究纳米碳酸钙对沥青抗老化性能的影响
邸泽
【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
【年(卷),期】2018(42)6
【摘要】为提高纳米碳酸钙与沥青的相容性,采用硬脂酸对纳米碳酸钙进行湿法有机改性.分别对基质沥青和纳米碳酸钙改性沥青进行5,10,20和30 h延时薄膜老化试验.采用蠕变恢复试验研究老化前后沥青的蠕变劲度模量和蠕变恢复率,并采用红外光谱仪和动态剪切流变仪对其化学结构和复合粘度进行研究.试验结果表明,NCa 和SNCa能延缓90号基质沥青老化过程羰基含量、亚砜基含量以及粘度的增加,且SNCa较NCa具有更好的改性效果;TFOT延时老化,对NCa改性沥青和SNCa 改性沥青的不可恢复蠕变柔量和蠕变恢复百分比的影响显著小于基质沥青.NCa和SNCa能够有效缓解老化过程沥青的硬化,提高沥青的抗老化性能,且SNCa对沥青抗老化性能的提高效果显著优于NCa.
【总页数】5页(P1063-1067)
【作者】邸泽
【作者单位】许昌学院土木工程学院许昌 461600
【正文语种】中文
【中图分类】TU414
【相关文献】
1.纳米蒙脱土改性沥青的抗老化性能及老化机理 [J], 崔亚楠;刘涛
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4.基于DSR的碳纳米管/SBS复合改性沥青抗老化性能分析 [J], 解双瑞; 徐文远; 苏禹
5.纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青抗老化性能评价及机理分析 [J], 刘朝晖; 廖美捷; 柳力; 刘靖宇; 李盛
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纳米碳酸钙改性沥青的路用性能及机理研究
第 １期
马 峰 ， ： 米 碳 酸 钙 改 件 沥 青 的路 用 性 能 及 机 理 研 究 等 纳
２ 纳 米碳 酸钙 对 沥青 性 能 的影 响
２ １ ｎ ｎ ～ ａ Ｏ 对沥 青高 温性 能的 改善 ． ａ ｏＣ Ｃ ３
基质 、 改性 沥青 的指标 试 验结果 如 表 １ 列． 所 由表 １ 以得 到 ， 米碳 酸钙 的加入 ， 沥青 可 纳 使
性剂 与 基 质 沥 青 均匀 混 合 ． 器 为 强 力 电动 搅 拌 仪
机， 调速 范 围 ８ ～ １８ ０ｒ ｍｉ． 备 改性 沥 青 的 Ｏ ０ ／ ｎ 制 过程 是 首 先 将 沥 青融 化 至 １ Ｏ℃左 右 ， 搅 拌 的 ６ 在
收稿 日期 ：０ ６ｌ —４ ２ ０ 一０１ 马 峰 ： ．９岁 ， 士 生 ， 要 研 究 领 域 为 路 面 工程 男 ２ 博 主
环 与球 法实 测 软 化点 有 一 定升 高 ， 明 沥青 的高 说
温稳 定性 有 了一定程 度 的改善 ．
针入 度指 数与 纳米碳 酸钙 的剂 量之 间 的关 系
河北 省 交 通 厅 科 技 项 目资 助 （ 准 号 ￣ ０ ５ １ ２ 批 Ｙ２ ０ ０２ ）
维普资讯
米碳 酸 钙颗 粒平 均 粒径 为 １ ～ ３ ｍ． ５ ０ｎ 改 性剂 纳米 碳 酸 钙 ｎ ｃ一 ０ 为 白色 粉 末 状 ｐ ｃ１ １ 固体 ， 碳 酸钙 的纳 米微 粒外 裹 表面 处理剂 ， 干 为 在 燥状 态 下 不 固结 ， 用 普 通 的搅 拌 方 法就 可 使 改 采
。
酸钙 的特殊 性 ， 在试 验过程 中总结提 出 的． 经过 一 次搅 拌后 ， 试样会 出现表 面不平 整或 不 均匀 ， 会 还 有 气泡 逸 出时产 生的麻 点． 而经 过两 次搅 拌 ， 玻 用 璃 棒 缓慢 地 搅 拌一 段 时 间驱 赶 出沥 青 中气 泡 后 ， 试 样 表 面 均匀 、 整 ， 似镜 面 ， 基 质 沥青 的表 平 类 和
纳米碳酸钙的制备及应用
纳米碳酸钙的制备及应用摘要：纳米碳酸钙是一种新型的无机纳米材料，可应用于塑料、橡胶、油墨、造纸、日用化工、胶黏剂和密封材料、医药、食品等许多领域。
本文概述了纳米碳酸钙常用的制备方法，列出了纳米碳酸钙表面改性的途径以及纳米碳酸钙在应用过程中所表现出的与普通轻质碳酸钙所不同的、反常的物理化学特性以及各方面特性的应用领域。
对进一步拓展纳米碳酸钙的应用、不断优化其性能、突出其纳米特性、提升其潜在的价值等提出展望．关键词：纳米碳酸钙；表面改性；应用1.前言纳米碳酸钙是80年代后期开发出的新产品，通常认为l00~．m以下粒径的产品为纳米级，碳酸钙主要用于涂料、橡胶、塑料、油墨、胶粘剂、造纸、化妆品、医药等方面，当前随着不断改良的产品制备工艺，获得的纳米碳酸钙产品质量也不断提高，纳米级和亚纳米级超细碳酸钙用量呈现持续增长趋势，产品市场前景乐观，该产业具有极大的发展潜力和应用空间【1]。
2.合成方法近年来，随着碳酸钙的超细化、结构复杂化及表面改性技术的发展，它的应用价值极大地提高了。
不同形态的超细碳酸钙的制备技术已成为许多先进国家开发的热点。
纳米碳酸钙具有普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应。
这些特殊的纳米材料特性使得纳米碳酸钙在磁性、光热阻、催化性、熔点等方面显示出极大的优越性【2]。
纳米碳酸钙的化学制备方法工业生产中多采用化学方法生产纳米碳酸钙。
化学法分为碳化法、复分解法、乳液法等，其中碳化法是目前最为主要的一种生产方法。
以下我们将对这几种化学制备纳米碳酸钙的方法做一介绍和说明。
2．1碳化法首先用精选石灰石进行煅烧，获得氧化钙和窑气；使氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎，多级旋液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液；然后通入C0 气体，加入适当的晶型控制剂，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙浆液；最后再经过脱水、干燥、表面处理得到纳米碳酸钙产品，这种方法称之为碳化法。
《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》范文
《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》篇一一、引言随着现代建筑科技的不断进步，新型高性能建筑材料的需求日益增加。
纳米碳酸钙作为一种新型纳米材料，具有独特的物理化学性质，因此在水泥基材料中得到了广泛的应用。
本文将就纳米碳酸钙的改性及其在超高强水泥基材料中的应用进行实验研究，以期为新型高性能水泥基材料的研发提供理论依据和实践指导。
二、纳米碳酸钙的改性2.1 改性原理纳米碳酸钙的改性主要是通过表面改性技术，改变其表面性质，提高其在水泥基材料中的分散性、亲和性和反应活性。
常用的改性方法包括表面包覆、表面接枝和表面处理等。
2.2 改性方法本文采用表面包覆法对纳米碳酸钙进行改性。
具体操作过程为：将纳米碳酸钙与改性剂混合，通过一定的反应条件，使改性剂包覆在纳米碳酸钙表面，从而改变其表面性质。
三、超高强水泥基材料的制备与性能测试3.1 材料制备将改性后的纳米碳酸钙加入到水泥、骨料、水等原材料中，按照一定比例混合，制备出超高强水泥基材料。
3.2 性能测试对制备出的超高强水泥基材料进行性能测试，包括抗压强度、抗折强度、耐磨性、抗渗性等指标。
通过对比不同纳米碳酸钙含量和不同改性方法的试样，分析纳米碳酸钙对超高强水泥基材料性能的影响。
四、实验结果与分析4.1 实验结果通过实验，我们发现改性后的纳米碳酸钙能够显著提高超高强水泥基材料的性能。
随着纳米碳酸钙含量的增加，试样的抗压强度和抗折强度均有所提高。
同时，改性后的纳米碳酸钙还能够提高试样的耐磨性和抗渗性。
4.2 结果分析分析认为，改性后的纳米碳酸钙能够改善其在水泥基材料中的分散性和亲和性，从而提高试样的力学性能。
此外，纳米碳酸钙的加入还能够细化水泥石结构，提高试样的密实度，从而提高其耐磨性和抗渗性。
五、结论本文通过实验研究了纳米碳酸钙的改性及其在超高强水泥基材料中的应用。
实验结果表明，改性后的纳米碳酸钙能够显著提高超高强水泥基材料的性能。
因此，将纳米碳酸钙应用于超高强水泥基材料的制备中具有重要的实际应用价值。
《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》范文
《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》篇一一、引言随着现代科技的快速发展，建筑材料行业面临着前所未有的挑战与机遇。
纳米碳酸钙作为一种新型的功能性填料，其优异的物理化学性质使其在建筑领域的应用越来越广泛。
本文将针对纳米碳酸钙的改性技术及其在超高强水泥基材料中的应用进行试验研究，旨在提升材料的综合性能。
二、纳米碳酸钙的改性1. 改性原理纳米碳酸钙的改性主要从表面改性入手，通过物理或化学的方法改变其表面性质，提高其与基体的相容性。
常用的改性方法包括表面包覆、表面接枝等。
这些方法可以有效地改善纳米碳酸钙的分散性、亲水性以及与基体的相互作用力。
2. 改性过程(1) 选择合适的改性剂，如偶联剂、表面活性剂等；(2) 将改性剂与纳米碳酸钙混合，进行表面处理；(3) 通过研磨、搅拌等手段使改性剂与纳米碳酸钙充分反应；(4) 对改性后的纳米碳酸钙进行干燥、筛选等后续处理。
三、超高强水泥基材料的制备与性能试验1. 原材料选择选用优质的水泥、骨料、添加剂等原材料，其中纳米碳酸钙作为功能性填料加入到基体中。
2. 配合比设计根据试验需求，设计不同的配合比，探究纳米碳酸钙的掺量对材料性能的影响。
同时，设置对照组，以评估改性前后纳米碳酸钙对材料性能的改善程度。
3. 制备工艺按照配合比将原材料混合均匀，然后进行搅拌、浇注、养护等工艺流程。
在制备过程中，要注意控制温度、湿度等条件，以保证材料的性能稳定。
4. 性能测试对制备得到的超高强水泥基材料进行性能测试，包括抗压强度、抗折强度、耐磨性、耐候性等指标。
通过对比不同配合比下的材料性能，分析纳米碳酸钙的掺量对材料性能的影响规律。
四、试验结果与分析1. 改性效果评价通过对比改性前后的纳米碳酸钙在基体中的分散性、亲水性以及与基体的相互作用力等指标，评价改性效果。
结果表明，经过改性的纳米碳酸钙在基体中的分散性得到显著改善，亲水性增强，与基体的相互作用力提高。
2. 材料性能分析通过对不同配合比下的超高强水泥基材料进行性能测试，发现纳米碳酸钙的掺量对材料性能具有显著影响。
纳米碳酸钙改性沥青研究
2 纳米碳酸钙改性沥青性能试验
将基质沥青加热熔化, 按 8% ( 内掺) 的比例加 入纳米碳酸钙, 搅拌均匀, 然后按现行试验规程 [ 2 ] 的 方法, 测定其技术性能, 其结果见表 5。
表 5 基质沥青和纳米碳酸钙改性沥青技术性能试验结果
试验项目 针入度 0. 1 mm
(100 g, 5 s) 25℃ 15℃ 5℃ 25℃ 15℃ 5℃ A H 270
按照现行试验规程[ 2 ] 的方法, 进行了基质沥青 和纳米碳酸钙改性沥青两种类型混合料的马歇尔稳 定度试验, 其结果如表 6 所示。 从马歇尔稳定度来看, 纳米碳酸钙改性沥青混 凝土比普通沥青混凝土的稳定度有较大的提高。 312 车辙试验 按照现行试验规程[ 2 ] 的试验方法, 测定了两种 类型沥青混合料的动稳定度, 结果如表 7 所示。
14121 17180
[2]
大的影响; 吸热峰大, 即吸热量大的沥青必定加热后 物理性质的改变程度大, 也即表现为热稳定性差。 从示差扫描量热 (D SC ) 试验结果看: 基质沥青 和纳米碳酸钙改性沥青的 D SC 曲线形状变化不大, 从常温到 90℃区间内均为一较宽的吸热峰, 但纳米 碳酸钙改性沥青的总吸热量比 基 质 沥 青 降 低 了 41195% , 说明其热稳定性能得到了明显的改善。 4. 2 纳米碳酸钙改性沥青原理初探 对于纳米粒子改性高分子材料的原理, 目前其理 论体系尚未建立, 有待进一步深入的研究, 现按相关理 论对纳米碳酸钙改性沥青的原理初步分析如下。 按照现行的沥青混合料强度理论认为[ 5 ]: 在沥 青混合料中, 沥青与矿料之间的作用是一个复杂的 物理—化学交互作用过程, 沥青与矿粉交互作用后, 沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列, 在矿粉 表面形成一层一定厚度的扩散溶剂膜, 在此膜厚度 以内的沥青称为 “结构沥青” , 在此膜厚度以外的沥 青称为 “自由沥青” 。 如果矿粉颗粒之间接触处是由 结构沥青膜所联结, 这样促成沥青具有更高的粘度 和更大的扩散溶化膜的接触面积, 因而可以获得更 大的粘聚力。 一般认为影响沥青混合料中结构沥青 数量的主要因素有: ( 1 ) 沥青的化学成份及化学性 质; ( 2) 矿粉的矿物成份及表面性质, 已有的研究认 为在石灰石粉表面能形成较为发育的吸附溶化膜, 因而使矿粉之间具有较高的粘聚力; ( 3) 矿粉的总表 面积的大小, 因结构沥青的形成主要是由于矿料与 沥青的交互作用, 而引起沥青化学组分在矿料表面 的重新分布, 所以在相同的沥青用量条件下, 矿料愈 细, 表面积愈大, 形成的结构沥青愈多, 因而沥青混 合料的粘聚力和强度也愈大。 依据上述原理, 在沥青 中掺入纳米碳酸钙是有利于提高沥青混合料的粘聚 力与强度的。 按照纳米粒子增强增韧塑料 ( 高分子材料) 的作 用原理认为 [ 1 ]: 纳米粒子与高分子材料之间既有物 理作用也有化学作用。 纳米粒子与高分子之间的物 理作用指的是它们之间存在范德华力; 换言之, 纳米 粒子存在于高分子链之间可以改变高分子链之间的 作用力。 纳米粒子尺寸与高分子链的尺寸已属于同 一数量级, 甚至纳米粒子尺寸更小。纳米粒子与高分子 链之间存在化学作用, 因为当粒子尺寸在1 ～ 100 nm 时, 粒子表面原子数大增, 由于量子隧道效应等原因 在粒子的表面形成活性很大的活性点 ( 即粒子表面 的原子处于不饱和状态) , 有孤独电子存在, 从而使
模板炭化法制备沥青基中孔炭材料
中的 孔 分 布 。
关 键 词
模板法 沥青
Ｍｇ） 中孔炭 （
中 图分 类ｅ ｏ ｏ ｏ ｓ Ｃａ ｂ ｎ ｅ ｒ ｄ ｂ ｍ ｐ ａ ｅ Ｃａ ｂ ｎｉ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｆ ｏ ｔ ｈ ｓ ｐ ｒ ｕ ｒ ｏ ｓ Ｐｒ ｐａ ｅ ｙ Ｔｅ ｌ ｔ ｒ ｏ ｚ ｔｏ ｔ ｏ ｒ ｍ Ｐｉｃ Ｗ ＡＮＧ ｎ ｕ ，Ｗ ＡＮＧ ｅ ｇ ａ ｇ ，Ｊ Ａ ａ ｌ ｇ Ｙａ ｓ Ｃｈ ｎ ｙ ｎ Ｉ Ｘｉｏ ｉ ｎ
摘 要 以 Ｍｇ 为模板 ， Ｏ 采用低软 化点（ ７ 各向 同性沥青为炭材料 前驱体 ， ２ ℃） 采用程序升温一步炭化法制得 了
系列 中孔炭材料 。采用 乙酸镁 和柠檬酸镁为 Ｍｇ 的前 驱体 ， Ｏ 沥青与 Ｍｇ Ｏ前驱体按 照不 同质 量 比混合 ， 混合 比例 以
得 到的 Ｍｇ 为计算基 准。采 用低温 Ｎ 附测得 炭材料 的比表 面积和孔径 分布 ， 用透 射 电镜观 察炭材 料的 内部 Ｏ 吸 采 结构特征 。结果表 明 ， 两种前驱体与沥青混合得到的炭材料 比表 面积均随 Ｍｇ ／ Ｏ ￣青质 量比例的增加 呈线性增加趋 势， 柠檬 酸镁体 系中 Ｍｇ 沥青质量 比 为 ８ ２时最 高比表 面积 达到 １ ９ ｍ ／ ， Ｍｇ 沥青质 量 比的不 同分 别在 Ｏ／ ／ ２５ ｇ 随 Ｏ／ ２ ５ ｍ和５ ｍ 处有 集中的孔分 布； ．ｎ ｎ 乙酸镁 体 系制得的炭最 高比表 面积也达到 １ ９ ｍ ｇ 并且在 ５ｍ 和 １ｎ 处有集 １９ ／ ， ｎ ２ｍ
纳米碳酸钙的制备和应用技术
纳米碳酸钙的制备和应用技术纳米碳酸钙在众多领域的应用相当广泛，它具有很强的生物相容性和可降解性能。
因此，纳米碳酸钙的制备和应用技术成为了研究和开发的热门选项。
本文就从制备和应用两个角度，对纳米碳酸钙的相关技术展开探讨。
一、纳米碳酸钙的制备技术1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的纳米碳酸钙制备方法，其优点是简便易操作、反应速度快、控制性好。
首先，将所需原料经过适当的处理（如溶解、乳化等）得到一种亚微米级别的胶体溶液。
随后在适当的条件下采用热、化学、光等方式对溶胶进行凝胶化处理，待凝胶化结束后，对凝胶进行干燥、烧结等处理即可得到所需产物。
2. 水相沉淀法水相沉淀法是一种比较常用的制备纳米碳酸钙的方法，其过程相对简单，且所需原料容易寻找。
该方法的具体实施过程为，将Ca2+和CO3 2-的水溶液混合，搅拌反应，沉淀产物后进行洗涤、干燥或烧结等处理得到所需产物。
3. 水热法水热法是制备纳米碳酸钙颗粒的经典方法之一，该方法适用于生成一定规模的均匀颗粒。
具体方法是在水中加入适量的氢氧化钙和碳酸氢钠，搅拌反应后直接通过调节反应温度和时间来控制所得产物的大小和形貌。
二、纳米碳酸钙的应用技术1. 生物医学领域纳米碳酸钙在生物医学领域中的应用主要是基于其良好的生物相容性和可降解性能而实现的，比如在骨骼修复、药物输送、医学成像等方面。
研究表明，纳米碳酸钙颗粒具有较低的毒性和对身体无害的特点，可以作为骨骼修复材料或药物携带平台，用于治疗骨质疏松症、癌症等疾病。
2. 环保领域纳米碳酸钙在环保领域中的应用主要涉及农业、水处理、环保建材等方面。
在农业方面，由于其具有优异的土壤改良能力，可以降低土壤酸化程度、改善土壤结构和肥力，从而提高农业产量。
在水处理方面，碳酸钙可以通过与重金属离子形成络合物，有效地降低水中重金属离子含量，净化水源。
在环保建材方面，纳米碳酸钙透明、耐候性强，可以应用于玻璃、涂料、纸张等产品的制造。
3. 食品工业纳米碳酸钙在食品工业中的应用主要体现在食品增稠剂、酸化剂等方面。
沥青基炭材料：结构设计、制备方法及其在储能中的应用
沥青基炭材料：结构设计、制备方法及其在储能中的应用1. 引言1.1 概述沥青基炭材料作为一种重要的能源储存材料，近年来受到了广泛关注。
它具有许多独特的物理和化学性质，使其在能量储存领域具备广阔的应用前景。
本文旨在对沥青基炭材料的结构设计、制备方法以及其在储能中的应用进行详细探讨。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分: 引言、沥青基炭材料的结构设计、沥青基炭材料的制备方法、沥青基炭材料在储能中的应用和结论。
首先，我们将介绍文章的背景和目的。
然后，讨论沥青基炭材料结构设计方面的最新进展，包括影响电导性能、容量和循环性能等因素的微观结构调控方法以及通过表面改性来改善储能性能。
接下来，我们将介绍各种常见的制备方法，并分析它们各自的优缺点。
随后，重点关注沥青基炭材料在超级电容器和锂离子电池等储能领域中的应用前景和挑战，并探讨其在其他储能领域中的潜在运用价值。
最后，我们将总结本文的主要研究成果，并指出其不足之处，并展望未来可能的研究方向。
1.3 目的本文旨在系统综述沥青基炭材料的结构设计、制备方法以及其在储能中的应用。
通过对目前相关研究的梳理和分析，寻找沥青基炭材料领域存在的问题，并提出可能的解决方案和未来发展方向。
通过这篇文章，读者可以更全面地了解沥青基炭材料，促进该领域的进一步研究和应用。
2. 沥青基炭材料的结构设计2.1 石墨化程度与电导性能关系沥青基炭材料的石墨化程度对其电导性能有重要影响。
较高程度的石墨化可以提高材料的导电性，进而改善储能器件的性能。
一种常用的方法是通过增加碳源中石墨化碳的含量来提高沥青基炭材料的石墨化程度。
此外，还可以采用适当的碳化温度和碳化时间来控制沥青基炭材料的结构，以实现更好的导电性能。
2.2 调控微观结构对容量和循环性能的影响微观结构对沥青基炭材料储能性能也具有重要影响。
通过调控孔隙大小和分布、表面积以及孔隙壁厚度等微观结构参数，可以实现储能器件容量、循环性能等方面的优化。
《沥青基碳及其复合材料制备与性能研究》范文
《沥青基碳及其复合材料制备与性能研究》篇一摘要：沥青基碳材料因具有高比表面积、高电导率等优良特性，在能源存储、电化学等领域有着广泛的应用前景。
本文着重探讨了沥青基碳及其复合材料的制备方法、性能及影响因素，以期为相关领域的研究与应用提供理论支持和实践指导。
一、引言随着科学技术的进步和人类社会的发展，对于材料性能的需求越来越高。
沥青基碳作为一种重要的碳材料，具有优异的物理和化学性能，如高比表面积、高电导率、良好的热稳定性等。
通过与其它材料的复合，沥青基碳材料的应用领域得以不断拓展，特别是在能源存储、电化学等领域，具有重要的应用价值。
二、沥青基碳材料的制备方法沥青基碳材料的制备主要包括原料选择、炭化、活化等步骤。
首先，选择合适的沥青作为原料，经过炭化处理得到初步的碳材料。
然后，通过活化处理，进一步提高碳材料的比表面积和孔结构。
此外，还可以通过改变炭化、活化条件，调整碳材料的物理和化学性能。
三、沥青基碳复合材料的制备与性能沥青基碳复合材料是通过将沥青基碳与其它材料进行复合而得到的。
常见的复合材料包括沥青基碳/金属复合材料、沥青基碳/聚合物复合材料等。
这些复合材料不仅具有沥青基碳的优良性能，还具备了其它材料的特性，从而在性能上得到了进一步的提升。
四、制备工艺及影响因素制备沥青基碳及其复合材料的过程中，工艺参数的选择对最终产品的性能具有重要影响。
例如，原料的选择、炭化温度、活化时间等都会影响产品的结构和性能。
此外，制备过程中的环境因素如温度、压力等也会对产品的性能产生影响。
因此，在制备过程中需要严格控制工艺参数，以获得性能优异的沥青基碳及其复合材料。
五、性能研究与应用领域沥青基碳及其复合材料具有优异的电导率、高比表面积和良好的热稳定性等特性，使其在能源存储、电化学等领域有着广泛的应用前景。
例如，在锂离子电池中，沥青基碳可以作为电极材料，具有良好的电化学性能。
此外，沥青基碳/聚合物复合材料还可以用于制备高性能的复合材料，如高性能的复合电极、电磁波屏蔽材料等。
活性纳米碳酸钙改性沥青性能研究
活性纳米碳酸钙改性沥青性能研究摘要：选取四种不同粒度的活性纳米碳酸钙，加入到70号基质沥青中。
通过高速剪切仪加工，改性后的沥青与基质沥青进行三大指标以及针入度指数对比分析，证明纳米材料的加入有效的改善了沥青的温度敏感性和软化点，延度性能和基质沥青差别不明显，其中粒径为80nm的活性碳酸钙与沥青相容性最好，其改性沥青是最佳的共混体系。
关键词：纳米改性沥青高速剪切共混体系引言纳米材料因其小尺寸效应；量子尺寸效应；宏观量子隧道效应以及表面效应等特殊的性能，对原材料的性能有极大的改善提高，已然成为了世界各国最活跃的研究课题之一。
纳米材料在我国发展势头迅猛，形成了以北京上海为核心辐射全中国的基本格局。
近年来，纳米材料逐渐开始渗透到交通、水利、土建等工程材料领域。
2008年，RILEM国际材料与结构协会专门成立了纳米沥青技术协会，纳米材料已经为沥青改性打开了一道崭新的大门。
材料的选取与加工纳米材料按维数可以分为：纳米粒子为代表的零维纳米材料；碳纳米管为代表的一维纳米材料；纳米层状硅酸盐为代表的二维纳米材料；智能金属等纳米块体为代表的三维纳米材料四种。
在本次研究中，我们选取价格相对低廉的零维活性纳米碳酸钙材料进行改性。
表2.1 A～C改性材料参数表2.2D改性材料参数加工方法为取基质沥青质量5%的纳米碳酸钙A、B、C、D四种内掺搅拌，在170℃温度下以5000r/min高速剪切搅拌30min，为避免实验误差，基质沥青在相同的加工条件下制备。
表2.3基质沥青主要技术指标基质沥青的主要指标技术指标单位基质沥青规范要求针入度（25℃，100g，5s）0.1mm 71 60～80针入度指数PI / -0.66874 -1.5～+1.0软化点（环球法）℃50 ≥46延度10℃cm 48 ≥1515℃100 ≥100密度（15℃）g/cm3 1.036 -RTFO 质量损失% 0.08 ±0.8残留针入度比% 78.4 ≥61残留延度(10℃) cm 14 ≥6针对加工制备好的沥青按现行试验规范进行三大指标实验。
纳米碳酸钙硬下沥青基炭材料的制备研究论文
纳米碳酸钙硬下沥青基炭材料的制备研究论文纳米碳酸钙硬模板下沥青基炭材料的制备研究论文煤沥青（CTP）是焦化企业加工过程的副产物。
已有研究说明，生产 1 t 的焦炭大约可产生 2. 5% ~ 3%（质量分数）的煤沥青。
据统计，我国仅xx 年焦炭产量就达 476 Mt,因此，煤沥青资源相当丰富。
目前，CTP 主要用于制备冶炼铝电极材料、活性炭、建筑业以及合成各种新型炭材料如中间相沥青[1]、碳微球[2]及针状焦[3]等方面。
如何提升其潜在价值，无论对焦化产业链条的延伸，还是对煤化工的开展均具有重要意义。
可再生能源如太阳能、风能等的开发与利用成为近年世界各国重要的能源研究内容之一，如何解决其利用过程的不稳定性对推动这些可再生能源的利用具有重要作用。
电化学电容器是一种重要的储能装置。
因此，其研究受到世界各国科技工作者的高度关注[4-5].电极材料的电化学性质对其性能具有决定影响，尤其是碳基电极材料具有耐酸碱、热稳定性好和循环寿命高等优点，因此，不同构造的炭材料，如活性炭[6]、炭气凝胶[7]、碳纤维[8]、碳纳米管[9]和石墨烯[10]等电化学性质在文献中均有报道。
同生物质[11-12]相比拟，煤沥青具有不受季节干扰、价格廉价、炭化产率高[13]等优点，如能作为储能材料使用，可望极大降低生产本钱。
相对其它材料而言，以煤沥青为炭材料前驱体用于电化学电容器的研究相对较少。
文献[14]和[15]分别报道了以纳米氧化镁和纳米氧化铁为模板制备的沥青基炭材料，其比电容值分别为 100 和194 F/g; 前者电容较低，后者所用纳米氧化铁价格昂贵，不利于大规模使用；此外，Zeng 等采用煤沥青和松香[16]共热解，得到的沥青基碳材料最大比电容值为 203 F/g.本文采用纳米碳酸钙为硬模板，是由于纳米碳酸钙不仅价格非常廉价，而且高温下热解放出二氧化碳有利于孔道构造的形成，这对提高电容具有重要的促进作用。
通过利用其本身的占位和热分解双重作用制备的沥青基炭材料，有望提高储能材料的比电容和降低本钱。
沥青基碳材料的制备及储存钠
沥青基碳材料的制备及储存钠哎，今天咱们聊聊沥青基碳材料的制备和储存钠的那些事儿。
你可能会想，这听起来好复杂，但其实没那么回事儿。
沥青基碳材料，听着有点高大上，其实就是从沥青中提取出的一种特殊材料。
这种材料可厉害了，常常用在电池、超级电容器等高科技领域，真是个不折不扣的“科技小能手”。
就好比厨房里的万能调料，能让许多菜肴都变得更美味。
怎么把这个沥青变成碳材料呢？简单来说，咱们得经过几个步骤。
沥青得好好处理一下。
把它加热，温度一上去，沥青就开始变身。
就像冰淇淋放在太阳底下，慢慢融化。
然后，经过一系列化学反应，沥青里的有机物质就被分解，最终转变成碳。
这时候的碳，可不是那种黑乎乎的东西，而是一种非常有用的材料。
说到这里，你可能会好奇，这过程是不是得用很多复杂的仪器。
嘿，没错，不过别担心，咱们不需要什么实验室的高大上的设备，家里的锅也能派上用场，只不过得小心点，别把厨房搞得一团糟。
而且啊，这个沥青基碳材料还可以用来储存钠，听起来是不是有点奇妙？钠，这个小家伙，平常和我们生活息息相关，像电池里就有它的身影。
咱们把钠储存在沥青基碳材料里，能有效提高电池的效率。
想象一下，一个电池，如果能够存储更多的能量，那就能让你的手机多用几个小时，真是太棒了吧！不过，这储存钠的过程也不是那么简单。
咱们得找个合适的方法，让钠安全、稳定地存储在碳材料里，就像把钱存进银行，得找个靠谱的地方。
有些人可能会问，为什么要选沥青基碳材料来储存钠呢？它的结构很稳定，不容易变形。
就像你家的老房子，虽然风吹雨打，却依然坚固。
此外，沥青基碳材料的导电性也不错，这对储存电能来说可是个大优点。
想想看，电池的好坏，关键在于它的导电能力。
如果导电性不行，电池可就成了个“死胖子”，没用。
不过，这其中的研究可不是一帆风顺。
科学家们也会遇到瓶颈，像是在追剧时突然卡住的画面。
可他们可不轻易放弃，往往是反复实验，经过无数次失败，才能找到最佳的制备方法。
就像做饭，有时候一次没做好，关键是得不断尝试，最终能做出让人赞不绝口的美食。
碳酸钙模板法煤沥青基多孔碳材料的制备及其电容性能研究
碳酸钙模板法煤沥青基多孔碳材料的制备及其电容性能研究李雅茹【摘要】采用硬脂酸处理的纳米碳酸钙作为模板,廉价易得的煤沥青为原料,热解活化制备煤沥青基多孔碳材料.通过调节纳米碳酸钙和煤沥青的质量比,实现了对煤沥青基多孔炭材料孔结构的调控.利用XRD、Raman、碘吸附值、SEM和电化学测试对多孔碳材料的形貌、结构和电化学性能进行了表征与测试.结果表明,制得的多孔碳材料表面具有丰富的孔结构,同时具有优异的电化学性能.当纳米碳酸钙与中温煤沥青粉末质量比为1∶0.5时,所制得的多孔碳材料CP-3的比电容最大,表现出优异的双电层电容行为,在0.1A·g-1的电流密度下的比电容为174.6 F· g-1,在10 A·g-1的电流密度下的比电容为114.1 F· g-1.以上研究结果表明,以硬脂酸处理的纳米碳酸钙为模板,煤沥青为原料可以制得电化学性能优异的多孔碳材料.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】5页(P18-22)【关键词】碳酸钙模板法;煤沥青;多孔碳材料;电容性能【作者】李雅茹【作者单位】中北大学信息商务学院,山西晋中 030600【正文语种】中文【中图分类】TM912.9引言随着现代社会的快速发展，对清洁能源技术的需求越来越迫切。
超级电容器作为一种新型的能量储存设备，结合了传统电容器和二次电池的优点，具有功率密度高、循环寿命长、快速充放电、免维护和环境友好等特点，在电动车辆、军用武器、空间设备、日常电子器件等许多领域具有广泛的应用价值，因而吸引大量学者的研究兴趣[1-2]。
目前，超级电容器电极材料主要有碳材料、金属化合物和导电聚合物，其中，碳材料因其低廉的价格和优异的电化学性能成为超级电容器电极材料的首要选择[3]。
近年来，多孔碳材料因其具有高的表面积、优异的导电性、良好的热稳定性和化学稳定性以及低成本，被认为是超级电容器最理想的电极材料之一。
纳米CaCO3模板法合成石油沥青基多孔类石墨烯炭材料
纳米CaCO3模板法合成石油沥青基多孔类石墨烯炭材料刘明杰;魏风;杨雪梅;董仕安;李英杰;何孝军【期刊名称】《新型炭材料》【年(卷),期】2018(33)4【摘要】利用纳米CaCO3模板耦合原位KOH活化方法合成出超级电容器用多孔类石墨烯炭材料(PGCMs).采用透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和N2吸脱附技术对PGCMs进行了表征.结果表明,PGCMs的比表面积为1542～2305 m2 g-1,其取决于模板、KOH/沥青的比例和活化温度.当模板/沥青比为1.5、KOH/沥青比为1.5,在850℃恒温1 h所得PGCM的超电容性能最佳.同时,PGCMs具有相互连接的类石墨烯炭层和丰富的分级短孔.在6 M KOH电解液中,0.05 A g-1电流密度下,超级电容器用PGCMs电极的比容高达293 F g-1;在20 A g-1电流密度下,其电容保持为231 F g-1,显示了良好的倍率性能;经7000次循环充放电后,其电容保持率为97.4％,展现了优异的循环稳定性.此外,在BMIMPF6离子液体电解液中,0.05 A g-1电流密度下,PGCMs电极的比容高达267 F g-1.PGCMs超级电容器的能量密度达148.3 Wh kg-1,其相应的平均功率密度为204.2 W kg-1.本工作为利用廉价的纳米CaCO3模板合成高性能超级电容器用石油沥青基多孔类石墨烯炭材料提供了一种可行的方法.【总页数】8页(P316-323)【作者】刘明杰;魏风;杨雪梅;董仕安;李英杰;何孝军【作者单位】安徽工业大学化学与化工学院, 安徽马鞍山 243002;安徽工业大学化学与化工学院, 安徽马鞍山 243002;安徽工业大学化学与化工学院, 安徽马鞍山 243002;安徽工业大学化学与化工学院, 安徽马鞍山 243002;安徽工业大学化学与化工学院, 安徽马鞍山 243002;安徽工业大学化学与化工学院, 安徽马鞍山243002【正文语种】中文【中图分类】TQ127.1+1【相关文献】1.模板法合成多孔炭材料的研究现状 [J], 吴小辉;洪孝挺;南俊民;李来胜;陈红雨2.NaY分子筛模板法合成多孔炭材料 [J], 伍刚;李德伏;王金渠3.纳米纤维矿物纤蛇纹石为模板合成多孔炭及其在超级电容器中的应用 [J], 曹曦;传秀云;李爱军;黄杜斌4.石油沥青基富氮/硫掺杂多孔炭材料的制备及其对电极性能 [J], 杨旺;李瑞;候利强;邓碧健;李永峰5.MOF材料自模板炭化制备纳米多孔炭的研究进展 [J], 张潜;薛春峰;王金鑫;黄瑞超;郝晓刚;李开喜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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纳米碳酸钙硬模板下沥青基炭材料的制备研究-相对其它材料而言，以煤沥青为炭材料前驱体用于电化学电容器的研究相对较少，下面小编搜集整理了一篇探究沥青基炭材料制备的范文，欢迎阅读借鉴。
1引言煤沥青(CTP)是焦化企业加工过程的副产物。
已有研究表明，生产1t的焦炭大约可产生2.5%~3%(质量分数)的煤沥青。
据统计，我国仅2013年焦炭产量就达476Mt,因此，煤沥青资源相当丰富。
目前，CTP主要用于制备冶炼铝电极材料、活性炭、建筑业以及合成各种新型炭材料如中间相沥青[1]、碳微球[2]及针状焦[3]等方面。
如何提升其潜在价值，无论对焦化产业链条的延伸，还是对煤化工的发展均具有重要意义。
可再生能源如太阳能、风能等的开发与利用成为近年世界各国重要的能源研究内容之一，如何解决其利用过程的不稳定性对推动这些可再生能源的利用具有重要作用。
电化学电容器是一种重要的储能装置。
因此，其研究受到世界各国科技工作者的高度关注[4-5].电极材料的电化学性质对其性能具有决定影响，尤其是碳基电极材料具有耐酸碱、热稳定性好和循环寿命高等优点，因此，不同结构的炭材料，如活性炭[6]、炭气凝胶[7]、碳纤维[8]、碳纳米管[9]和石墨烯[10]等电化学性质在文献中均有报道。
同生物质[11-12]相比较，煤沥青具有不受季节干扰、价格便宜、炭化产率高[13]等优点，如能作为储能材料使用，可望极大降低生产成本。
相对其它材料而言，以煤沥青为炭材料前驱体用于电化学电容器的研究相对较少。
文献[14]和[15]分别报道了以纳米氧化镁和纳米氧化铁为模板制备的沥青基炭材料，其比电容值分别为100和194F/g;前者电容较低，后者所用纳米氧化铁价格昂贵，不利于大规模使用;此外，Zeng等采用煤沥青和松香[16]共热解，得到的沥青基碳材料最大比电容值为203F/g.本文采用纳米碳酸钙为硬模板，是由于纳米碳酸钙不仅价格非常便宜，而且高温下热解放出二氧化碳有利于孔道结构的形成，这对提高电容具有重要的促进作用。
通过利用其本身的占位和热分解双重作用制备的沥青基炭材料，有望提高储能材料的比电容和降低成本。
2实验2.1原料纳米碳酸钙(ca.100nm)购自郑州众信化工有限公司;CTP(s.p,120℃),甲苯不溶物(TI%)29.8%,喹啉不溶物(QI%)7.0%,来自太原美宏佳化工有限公司。
CTP使用前过100目筛网(0.149mm);氢氧化钾为分析纯，实验用水为去离子水。
2.2炭材料的制备制备过程参照文献[17].即首先去除CTP中一次性喹啉不溶物，然后按照如下步骤进行：炭化、活化和去除模板剂。
精制的CTP粉与纳米碳酸钙以不同质量比例混合，搅拌均匀。
将其置于有氮气(流速为50mL/min)保护的管式炉中以5℃/min速率由常温加热到250℃，再以3℃/min速率加热到500℃;之后快速升温到950℃，保温2h.冷却后，对得到的炭化样品研磨成粉末，然后与研磨成粉末的KOH以1∶3质量比例混合，置于管式炉中由常温直接升温到800℃，保温2h;经冷却，用稀盐酸溶液清洗3次，再用去离子水清洗到滤液pH值6~7为止，在110℃下干燥4h.所得产品表示为CTP-Ca-A-B,其中A和B分别代表沥青与碳酸钙的质量比。
2.3测试与表征热重分析采用北京光学仪器厂生产的WCT-2D型差热分析仪(升温速率：10℃/min).碘吸附值采用国标GB/T12496.8-1999方法进行。
材料的孔结构特征采用美国Micromeritics公司ASAP2020HD88型进一步表征，比表面积用BET法计算，材料的全孔孔径分布用BJH模型计算。
产品的微观形貌通过日本电子透射电镜JEM2010观察(测试工作电压200kV).电化学测试采用辰华CHI660D电化学工作站。
采用三电极体系，2cm2cm铂片电极为对电极，甘汞电极为参比电极，电解液为6mol/L氢氧化钾。
其中工作电极的制备方法为将所制炭材料与聚四氟乙烯、乙炔黑按质量比8∶1∶1混合均匀，所得混合物在10MPa压力下用压片机压在直径12mm 泡沫镍圆片上3min.实验分别采用循环伏安法、恒电流充放电和交流阻抗对其性能测试。
循环伏安法工作电压在0~-1V之间，交流阻抗采用5mV的偏振，频率范围为0.01Hz~100kHz.单电极的比电容的计算采用公式式中，i表示测试的充放电电流，t表示放电时间，m表示工作电极上炭材料的质量，v表示放电时的电压降。
3结果与讨论3.1热重分析为了决定炭化所用温度，实验首先对煤沥青与碳酸钙的热行为进行了考察，结果如图1所示。
可以看出，煤沥青在250~500℃之间，由于自身热解，发生缩聚反应，脱除了小分子组分。
在500℃之后，热重曲线接近水平。
这时，煤沥青逐渐从热塑性变成热固性。
而从碳酸钙的热重曲线来看，它的失重主要是从700℃附近开始，这时碳酸钙开始分解，放出二氧化碳。
到800℃之后，热重曲线趋于缓和，说明这时碳酸钙基本分解完成。
本文选用热解温度950℃为后期制备炭材料炭化温度以保证碳酸钙分解完全。
3.2炭材料的吸附性由于碘吸附性质能初步反映出材料表面积大小，且测定方法简单易行，为此，实验首先对不同质量比例的煤沥青与碳酸钙(5∶1,3∶1,2∶1,1∶1,1∶3)所制炭材料对碘吸附程度进行了考察，结果如图2所示。
从图2可以看出，当沥青与碳酸钙质量比为2∶1时，所制炭材料CTP-Ca-2-1的碘吸附值最高，可达1728mg/g;与未用碳酸钙做模板制备的炭材料碘吸附值951mg/g 相比，它的碘吸附值提高了81.7%,说明纳米碳酸钙的占位和热解效应有利于增大材料的表面积。
材料的电化学电容主要依靠其比表面积、电解液的类型和双电层的厚度，CTP-Ca-2-1的碘吸附值最大，因此实验对该炭材料孔性和形貌进一步分析表征。
3.3材料的孔性和微观形貌为揭示所制材料的孔性特征，对CTP-Ca-2-1采用氮吸附仪进行了分析，其吸附/脱附等温线如图3所示。
从图3可以看出，其吸附等温线为Ⅰ型等温线，说明材料含有丰富的微孔结构。
其孔结构参数列于表1.表中SBET、Vt、Vmic和Vmes分别表示材料的BET表面积、总孔容、微孔容和中孔容。
从表1可以看出，CTP-Ca-2-1的BET表面积为1336m2/g,孔径主要在0.5~3nm之间。
材料有丰富的微孔和中孔结构，其中的中孔体积分率达64.65%.从图4CTP-Ca-2-1的TEM外观形貌知，材料主要以介孔孔道为主。
材料中微孔提供丰富的吸附位，是大的比表面积的主要贡献者[19];中孔有利于电解液离子的扩散[20].3.4电化学行为由图5(a)不同电极材料恒电流充放电曲线知，CTP直接活化样品在1A/g电流密度下所制备的电极材料比电容值最小，而CTP-Ca-2-1比电容最大。
这些材料的比电容值与它们的碘吸附值相一致，说明所制炭材料比电容主要由其表面积决定。
由图5(b)恒电流充放电曲线知，不同电流密度下，CTP-Ca-2-1的充放电曲线都表现出良好的对称性，说明CTP-Ca-2-1拥有优良的双电层电容性能和电化学可逆性。
图6给出了不同电流密度下炭材料的比电容。
可以看出，电流密度越大时材料的比电容下降趋势越缓和，说明该电极材料电极具有较好的倍率特性。
在电流密度为0.4A/g时比电容值最大，为209F/g.同文献用氧化铁[15]为模板和CTP同松香[16]共热解制备的炭材料比电容相比，略有增加，但模板剂成本更低。
循环伏安法是测试材料电容性能的有效工具。
从图7知，不同扫描速率下的循环伏安曲线形状都接近矩形，没有出现氧化还原峰，说明炭材料具有理想的双电层特性;比较不同扫描速率10,20和40mV/s下的循环伏安曲线知，随着扫描速率的增大，矩形面积越大，说明炭材料随着扫描速率的增大，电容增加。
交流阻抗能够给出电极材料的内部电阻及其与电解液间的阻抗信息，常常用于表征超级电容器的阻抗或电容特性[21].采用ZSimWin3.1软件拟合的交流阻抗图如图8所示。
由图所见，交流阻抗拟合计算的数据(Calc)与原始测试数据(Msd)吻合较好，等效电路图如内图所示。
其中接触电阻(Rs)是电极与电解液间的界面接触电阻、炭材料自身电阻和电解液间的离子电阻的总和;W 表示Warburg阻抗;Rct表示电荷转移电阻，阻止离子进入电极材料孔道;C为电容;Q表示充放电过程中的常相位角元件(CPE).从图8可以看出，在左边高频区域，曲线与实轴交点横坐标代表Rs,该电极材料Rs为1.2。
这比用椰子壳为前驱体[11]制备的电极材料Rs小。
较低的Rs适合提高超级电容器的功率密度和倍率特性[22-23].在低频区域，曲线接近垂直与实轴，说明CTP-Ca-2-1电极有较好的电容特性。
因此该电极适合应用于超级电容器的电化学储能领域。
理想的电化学电容器通常具有好的循环寿命。
CTP-Ca-2-1电极充放电1000次后的循环稳定性如图9所示。
比电容在循环1000次后几乎没有降低，仍然保持92.54%,这说明该电极具有良好的循环稳定性。
4结论以纳米碳酸钙为硬模板，利用其占位和热分解双重效应，成功制备出沥青基纳米孔性炭材料，从而扩大了模板剂的选择范围。
同未添加碳酸钙模板所制炭材料相比，碘吸附性显着增加，且有丰富的微孔和中孔结构，CTP-Ca-2-1中孔体积分率达64.65%.电化学性质表明，采用碳酸钙模板剂制备的炭材料比电容远高于不加模板剂的炭材料。
CTP-Ca-2-1比电容最大，其循环伏安曲线均接近矩形、充放电曲线对称性良好，在充放电1000次后比电容仍然保持92.54%,具有良好的循环稳定性。
因此，所制炭材料适合制备超级电容器的电极。