機械球磨制備碳微球的工藝及相關(guān)性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、碳材料是與人類文明進步息息相關(guān)的重要材料之一,各種不同形態(tài)的碳單質(zhì)以及碳化合物如碳纖維、碳微球、碳納米管、納米洋蔥狀富勒烯等新型碳功能材料以其優(yōu)異的特性,在眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應用。碳微球具有優(yōu)異的物理化學性能,如化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、很高的導電性和導熱性等,是一種新興的具有極大開發(fā)潛力和應用前景的碳材料。目前,碳微球的制備主要存在成本高、產(chǎn)率低、工藝復雜三方面的問題,在性能研究上主要集中于其電化學方面的研究,很少研究其磁性能和吸附性。

2、因此,探索簡單的宏量制備碳微球的工藝及其磁性能、吸附性能方面的研究成為本論文研究的重點。
   本文分別以球墨鑄鐵和石墨為原料,采用機械球磨的方法制備碳微球,并且對產(chǎn)物進行了磁性能、吸附性能以及熱穩(wěn)定性方面的研究。本研究突出的特點在于利用球墨鑄鐵和片狀石墨為原料,通過有效控制機械球磨時間、球磨轉(zhuǎn)速、球磨方式等工藝參數(shù),在降低成本的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了碳微球的宏量生產(chǎn)。這種方法制備碳微球同時具有工藝簡單、實際可行、產(chǎn)物形狀規(guī)整等優(yōu)點,從而

3、為碳微球的廣泛應用奠定了基礎(chǔ)。
   利用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)等測試技術(shù)和分析手段對不同原料所制備的碳微球進行了形貌分析和結(jié)構(gòu)表征。實驗證明:在其它參數(shù)一定的情況下,球磨時間對產(chǎn)物有很大影響,在一定時間的球磨過程中,隨球磨時間的增加,產(chǎn)物的形狀和規(guī)整度有明顯的優(yōu)化取向,超過一定時間,繼續(xù)增加球磨時間,產(chǎn)物則會出現(xiàn)不均勻性。總結(jié)出球磨鑄鐵的最

4、佳時間為30h,球磨石墨的最佳時間為50h;對經(jīng)球磨處理后的鑄鐵產(chǎn)物進行了酸洗處理,結(jié)果表明:酸洗過程能有效去除產(chǎn)物中的鐵元素,并且沒有對碳微球的形貌造成破壞;隨后對已經(jīng)進行了機械球磨和酸洗處理的產(chǎn)物進行了真空熱處理,結(jié)果表明:真空熱處理對產(chǎn)物結(jié)果影響不大,并且還會引入其它雜質(zhì)。機械球磨法是一種有效的制備碳微球的方法,并且以石墨為原料所制備的碳微球優(yōu)于以球墨鑄鐵為原料所制備的碳微球,以石墨為原料所得的碳微球結(jié)構(gòu)更加均勻,大小更加趨于一致

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