高溶解度橡胶/SBS复合改性沥青提升高海拔地区沥青路面抗裂性能研究

为解决高海拔地区沥青路面易开裂问题，研究人员通过高溶解度橡胶/SBS复合改性沥青技术开展研究，显著提升了材料的低温抗裂性和耐久性。该研究通过分子结构设计与复合改性工艺优化，实现了沥青材料在极端环境下的性能突破，为高寒地区交通基础设施建设提供了创新解决方案。

　　

在能源转型与碳中和背景下，煤直接液化技术产生的煤液化残渣（CLR）处置成为制约行业绿色发展的关键瓶颈。传统处理方式如露天焚烧会释放硫氧化物和多环芳烃（PAHs），填埋则存在重金属迁移风险，而CLR中富含的60%以上多环芳烃和类石墨微晶结构却蕴含着转化为高附加值材料的潜力。然而，CLR直接碳化产物因灰分杂质（8-12%）和碳层无序堆叠导致导电性差，难以满足储能器件需求。

针对这一挑战，神华煤制油化工有限公司（Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co., Ltd.）的研究团队创新性地开发了双氰胺辅助球磨策略，通过一步碳化工艺将CLR转化为高性能氮掺杂导电炭黑。该研究利用双氰胺的阶梯热解特性和柠檬酸镁的模板效应，同步实现了原位氮掺杂、分级孔构筑和石墨微晶生长，制备的材料比表面积达582.30 m²/g，界面电阻低至2.09 Ω，在1 A/g电流密度下比电容达205.3 F/g，远超传统CLR衍生碳材料（49.1 F/g）。

关键技术包括：（1）双氰胺与CLR的机械化学预处理；（2）镁 citrate 模板引导的分级孔构筑；（3）通过调控氮源浓度实现46.09%以上的季氮掺杂；（4）免活化/免石墨化的低温碳化工艺。

【材料与结构特性】
氮吸附测试显示材料具有IV型等温线和H4型滞后环，证实其"纳米片-介孔"复合结构。XPS分析表明季氮主导的掺杂模式优化了电子传导路径，Raman光谱显示短程有序石墨微晶域的形成。

【电化学性能】
在6 M KOH电解液中，材料展现出205.3 F/g的比电容和2.09 Ω的极低界面电阻，归因于分级孔结构加速离子扩散和氮掺杂提升电极润湿性。

该研究突破传统多步工艺限制，通过分子协同设计实现CLR的高值化利用，为煤基固废资源化提供了绿色低碳解决方案。论文发表于《Fuel Communications》，其创新性体现在：（1）首次将双氰胺热解自活化效应与MgO模板限域效应结合；（2）建立氮掺杂浓度与孔结构/导电性的构效关系；（3）开发出兼具高比表面积（582.30 m²/g）和优异导电性的碳材料制备新范式。研究不仅推动煤化工固废升级利用，也为高性能储能材料设计提供了新思路。