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申请/专利权人:中钢集团南京新材料研究院有限公司
摘要:本发明涉及一种高性能炭黑及其制备方法,属于特种碳材料制备技术领域。所述高性能炭黑呈多孔状结构,表面具有碳纳米管状结构及晶格纹路,所述高性能炭黑表面具有氮掺杂改性。本发明以二甲基咪唑为前驱体,在金属离子催化剂作用下,发生固溶‑脱溶反应,石墨化后得到所述高性能炭黑。本发明提供的高性能炭黑,使用特定的含氮元素的有机前驱体二甲基咪唑,C4H6N2经过催化石墨化处理后,石墨化程度比起普通炭黑显著提高,得到的高石墨化程度炭黑表面得到了氮掺杂改性,降低了炭黑表面的非极性程度,从而使得采用本发明方法制备得到的炭黑亲水性更好,更易在溶液中分散制备高品质的浆料。
主权项:1.一种高性能炭黑的制备方法,其特征在于,以二甲基咪唑为前驱体,在金属离子催化剂作用下,发生固溶-脱溶反应,石墨化后得到所述高性能炭黑,包括:1配制金属离子催化剂料液A:金属离子催化剂包括过渡金属盐和锌盐,称取可溶性锌盐与可溶性的过渡金属盐,溶于溶剂中分散,配制成金属离子催化剂料液A,其中过渡金属元素与锌元素的摩尔比为1:10-50,所述过渡金属盐选自铁盐、钴盐、镍盐中的一种或多种;2配制有机配体料液B:称取有机配体二甲基咪唑,溶解于溶剂中分散,配制成有机配体料液B,所述金属离子催化剂中的金属离子与所述二甲基咪唑的摩尔比为1:4-40;3反应:将A液与B液混合反应10-30h,混合反应方法为高速搅拌或超声混合,反应温度设定为25℃-60℃,将反应后得到的产物过滤后充分洗涤,烘干;4石墨化:烘干后的所述产物研磨后进气氛炉中煅烧,煅烧温度为800-1000℃,时间为12-48h,煅烧过程中使用惰性或还原性气体氛围;5酸浸泡:煅烧后冷却降至常温后,将炭黑产品取出,用酸溶液对产物进行浸泡,除去炭黑中剩余的金属杂质组分。
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