基于生物质黏结剂的石墨电极制备及其相关机理研究

本书以松木木质素与胶原蛋白共混生物质废弃物替代传统煤沥青黏结剂，通过响应面方法学优化制备新型高密度特种石墨电极，建立了影响参数与炭化电极密度和膨化行为间的半定量描述模型，阐明了膨化行为与裂纹扩展、黏结剂组成与电极微观形貌、加热温度与石墨化程度之间的关联性，并在深入研究共混生物质热解行为规律、热解动力学、热解气态产物释放规律的基础上，利用元素分析、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等手段对生物质炭化结构演变过程进行表征分析，进一步验证了共热解过程中松木木质素与胶原蛋白之间的协同作用关系，进而揭示了生物质黏结剂在石墨电极制备过程的黏结作用机理。本书适合从事环境功能材料或碳材料领域的科研人员和工程技术人员阅读和参考，也可供高等学校环境工程、材料科学与工程及相关专业师生参阅。

第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 石墨电极生产概述
1.2.1 石墨电极与电炉炼钢
1.2.2 工艺流程和生产特点
1.2.3 碳素制品黏结剂发展历程
1.2.4 煤沥青组成、功能与炭化
1.2.5 环保型煤沥青黏结剂研究
1.3 生物质概述及生物质黏结剂研究现状
1.3.1 生物质概述
1.3.2 生物质黏结剂及其黏结作用
1.4 研究目的和内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 拟解决的关键科学问题
1.4.3 研究内容
1.4.4 技术路线
第2章 基于生物质黏结剂的石墨电极制备及其性能
2.1 材料与方法
2.1.1 原料
2.1.2 生电极制备
2.1.3 焙烧及石墨化处理
2.1.4 性能测试及表征
2.1.5 试验设计及数据分析
2.2 原料工业分析和元素分析
2.3 焙烧程序对炭化电极性能的影响
2.4 炭化电极优化制备
2.4.1 部分因子试验
2.4.2 单因素试验分析
2.4.3 响应面试验分析
2.5 膨化行为与裂纹形成
2.6 电极宏观性能与微观表征
2.6.1 石墨电极性能评价
2.6.2 不同电极微观形貌及石墨化程度分析
2.7 小结
第3章 松木木质素与胶原蛋白共热解特性分析
3.1 材料与方法
3.1.1 原料
3.1.2 热解试验
3.1.3 热失重-质谱联用分析
3.2 热解动力学基础理论
3.3 热失重过程分析
3.3.1 非等温热解过程
3.3.2 加热速率对热解过程的影响
3.4 共热解过程协同作用
3.5 热解动力学参数计算与分析
3.5.1 Kissinger微分法
3.5.2 Weibull分布模型
3.5.3 FWO积分法
3.6 热解气态产物形成与分析
3.7 共热解过程胶原蛋白作用机理
3.8 小结
第4章 松木木质素与胶原蛋白炭化结构演变研究
4.1 材料与方法
4.1.1 原料
4.1.2 热解试验
4.1.3 材料表征
4.2 残炭率变化
4.3 元素组成变化
4.4 有机官能团变化
4.4.1 松木木质素
4.4.2 胶原蛋白
4.4.3 松木木质素与胶原蛋白共混物
4.4.4 不同生物炭有机官能团半定量分析
4.5 微观形貌变化
4.5.1 松木木质素
4.5.2 胶原蛋白
4.5.3 松木木质素与胶原蛋白共混物
4.6 小结
第5章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献