[发明专利]从木质素/炭渣得到的碳产物

说明书

本发明涉及一种用于制备石墨的具有至少5%的木质素基焦炭和大于3.36Å且小于3.44Å的d002间距的前体。制备生/石墨制品的方法包括，将从石油产物、煤产物或沥青产物得到的焦炭与从木质素得到的焦炭混合。或者，可将用于不同类型的焦炭的前体材料混合，并一起焦化。可使混合物形成所需形状。随后可使制品碳和石墨化。该量木质素得到的焦炭的量足以改变石墨制品至少一个选择性质。

技术领域

本公开涉及碳制品和制备碳制品的方法领域，更具体地讲，涉及制备石墨制品领域，其中木质素为用于制备石墨制品的前体。

木质素，是无木造纸的工业副产物，是地球上最丰富的基于有机物的聚合物之一。木质素可再生，容易得到，并且相对廉价。目前对于木质素而言有有限的市场。实际上，少于2%的可得到的木质素用于制造工业材料或化学品。木质素是具有广泛交联和强的分子间和分子内作用的聚芳族多元醇，因此，其化学结构很复杂。由于木质素的固有的高的基于芳族的碳含量和观测到的高焦化值，它显示作为碳基产品前体的潜力。然而，已发现该多元醇为非晶且高官能化，用木质素作为碳产品给料的尝试很少成功。

发明简述

本文中公开的一种方法为制备石墨制品的方法。这种方法包括，将第一量的从石油产物、煤产物或沥青产物得到的焦炭与第二量的从木质素得到的焦炭混合，从而形成生混合物。使生混合物形成所需形状，从而形成生制品。随后可使生制品碳化，任选石墨化。与仅自第一量的焦炭的焦炭制成的第二石墨制品比较，第二量的焦炭的量足以改变石墨制品至少一个选择性质，以得到石墨制品的所需组性质。

本文中公开的另一种方法包括制备生制品的方法。方法包括，将第一量的从石油产物、沥青产物或煤产物得到的焦炭前体材料与第二量从木质素得到的焦炭前体材料混合，从而形成前体混合物。使前体混合物焦化，从而形成焦炭。使焦炭形成所需取向。与仅自第一量的焦炭前体材料的焦炭制成的第二最终制品比较，第二量的焦炭前体的量足以改变从焦炭形成的最终制品的至少一个选择性质，以得到最终制品的所需组性质。

本文中包括的进一步的方法为制备生制品的方法。方法包括，将第一量的从具有至少70%碳含量的炭渣(carbon residue)得到的焦炭前体材料与第二量的从木质素得到的焦炭前体材料混合，从而形成前体混合物。使前体混合物焦化，从而形成焦炭。使焦炭形成所需取向。

藉此与仅自第一量的焦炭前体材料的焦炭制成的第二最终制品比较，第二量的焦炭前体的量足以改变从焦炭形成的最终制品的选择性质，以得到最终制品的所需组性质。

单片石墨制品具有至少1立方厘米(“cc”)体积，由包含至少5%重量的木质素基焦炭和大于3.36Å且小于3.44Å的d002间距的前体形成。

应了解，前面概要描述和以下详述二者提供本公开的实施方案，且旨在提供理解所要求保护的本发明的性质和特征的总览或框架。

附图简述

图1为实施例中所用倾析油样品的TGA。

图2为实施例中所用HWL样品的TGA。

图3为木质素样品、倾析油样品和二者不同混合物的TGA。

图4为石墨棒的CTE对作为前体用于石墨棒的SWKL的百分数的线图。

图5为石墨棒的CTE对作为前体用于石墨棒的HWL的百分数的线图。

图6为石墨棒的CTE对作为前体用于石墨棒(单独焦化的HWL和倾析油)的HWL百分数的绘图。

图7为煅烧HWL/倾析油混合物的XRD。

图8为煅烧SWKL/倾析油混合物的XRD。

图9为XRD峰强度对煅烧焦炭的HWL/倾析油混合物的CTE的线图。