科创中国

新能源及节能技术,固体废弃物的处理与综合利用技术,煤矸石、沥青

中间相沥青是有机物料经碳化反应向半焦转变时形成的中间状态，是介于液相和固相之间以芳香稠环为主的石墨微晶结构，具有光学各向异性。中间相沥青是一种重要的碳质前驱体，可以用于制备多种高性能碳材料，例如：耐火粘合剂、高性能沥青基碳纤维、针状焦和电极材料以及中间相碳微球等，尤其在制备高性能中间相沥青基碳纤维方面应用广泛。中间相沥青炭纤维具有高强度、高模量和高导热率等优异特性，其与金属、树脂材料可以复合成高性能的复合材料，在工业生产中广泛应用于国防、军工、高级运动器材、汽车材料、建筑增强材料和风力发电叶片等领域。在航空航天领域，利用其高强度、耐高温、密度小等特性，不仅使装置达到轻量化、节能化，而且高性能碳纤维的复合材料是运载火箭、导弹、人造卫星等不可缺少的战略结构材料。在运动器材领域，利用其强度高、密度小、柔韧性能良好而被广泛应用于网球拍、赛艇、自行车、弓箭等方面。在风力发电领域，密度小但强度高的碳纤维与玻璃纤维复合材料成为大型风力发电叶片的首选材料，大大提升了发电能效。

针对现有煤沥青原料的不足，本发明旨在提供一种用煤矸石制备中间相沥青的工艺，本发明显著扩大了中间相沥青的原料范围，同时有效利用了工业废弃物煤矸石，具有环保、经济等多重效益。其原理如下：煤矸石中含有一定量的有机芳香组分，同时还含有一定的黄铁矿等无机组分。在有富氢溶剂存在的条件下，黄铁矿可起到催化剂的作用，将煤矸石中的有机芳香组分抽提出来，通过分离、净化、组分调制等工序制备中间相沥青。 本发明工艺拓宽了中间相沥青的原料范围，为中间相沥青的的生产提供了一种新方法和新工艺。 本发明实现了煤矸石的高值化利用，提高了煤矸石的附加值，为煤矸石的综合利用开辟了新途径。

国家自然科学基金项目10余项、山西省科技重大专项1项、山西省重点研发项目10余项、山西省高校人才支持计划1项、山西省基础研究计划多项，获山西省科技进步等奖项4项。 近五年发表论文近百余篇，授权发明专利十余项，实用新型专利多项，其中多个专利已推广转化。

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