基于生物质黏结剂的石墨电极制备及其相关机理研究

　　本书通过部分因子试验、单因素影响试验和响应面优化试验，对以生物质（木质素和胶原蛋白）为粘结剂原料的石墨电极进行优化制备，建立了显著试验变量与响应值之间的关联数学模型，探究了焙烧过程膨化行为与裂纹形成关系。同时，基于热失重和质谱分析，初步阐明了高温制备过程中木质素和胶原蛋白的协同作用关系，并借助残炭率实验、元素分析、电镜扫描和红外光谱等表征手段进一步验证，揭示了生物质粘结剂的粘结作用机理。本书在对相关知识进行系统总结和归纳的基础上，重点介绍了以木质素、胶原蛋白两种生物质废弃物为粘结剂原料，替代煤沥青粘结剂制备石墨电极的方法及其相关机理，旨在为开展传统石墨电极技术创新、减少生产过程化石能源消费、促进绿色碳素重塑提供理论基础和技术指导。

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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