硝酸镍复合木质素改性酚醛树脂的热解炭结构演变

方伟¹，赵雷¹，梁峰¹，陈辉¹，龚仕顺²，雷中兴²，陈欢¹

1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室2. 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司

摘 要：以木质素磺酸钙为原料,部分替代苯酚,合成具有良好水溶性的木质素改性酚醛树脂(LPF),并在其合成过程中将催化剂前驱体六水硝酸镍(NNH)加入到LPF体系中制备出硝酸镍复合木质素改性酚醛树脂(NLPF),经200°C×24 h固化后,于还原气氛下经800°C×3 h、1000°C×3 h、1200°C×3 h炭化处理,制得NLPF热解炭。探讨催化剂Ni在NLPF复合体系中的分散性,采用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜分析NLPF热解炭的晶体结构及显微结构。结果表明,催化剂Ni均匀分散在NLPF复合体系中;NLPF热解过程中NNH被还原成单质Ni,其催化作用使热解炭中生成了结晶程度高的直线型碳纳米管,且呈网状相互交织,均匀的排布在热解炭气孔中;随着NNH添加量的增加,NLPF热解炭的石墨化程度提高,碳纳米管的生成量和直径增加;升高炭化温度同样可以增加碳纳米管的生成量,并使其长度增长。

关键词：木质素改性酚醛树脂;催化剂;热解炭;碳纳米管;