石油沥青基碳材料的电化学应用研究进展

宁 汇，王路海，何盛宝，吴明铂

(1.中国石油大学(华东)，山东 青岛 266580；2.中国石油石油化工研究院)

石油沥青是一种重要的石油产品，其来源主要有两种：一种来源于天然沥青矿，一种来源于减压渣油、催化裂化油浆、蒸汽裂解焦油等重质油加工过程。通常情况下，石油沥青是一种黑色固态或半固态黏稠状物质，其化学组成极为复杂，一般按照族组成分析方法将其划分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质。石油沥青可以看作是以沥青质为核心吸附部分胶质形成胶束并分散于饱和分和芳香分中的胶体体系，其分子结构以C和H元素为主，同时含有S，N，O，Ni，V等。

长期以来，我国的石油沥青主要应用于建筑和道路建设，工业附加值较低。近年来，以石油沥青为原料生产碳材料，如石油焦[1]、碳纤维[2]、石墨烯[3]、活性炭[4-5]等，成为其高附加值利用的研究热点。特别是随着国家新能源战略的提出以及相关产业的快速发展，以石油沥青为原料生产高性能碳材料成为新的研究热点和经济增长点。本文主要论述近年来石油沥青基碳材料的制备及在储能和电催化领域的研究进展。

1 石油沥青碳质化利用的理论基础

以石油沥青为原料制备碳材料有其天然优势。首先，石油沥青碳含量高，其质量分数可以达到80%以上；其次，石油沥青的分子结构中富含稠环芳烃，容易在加热条件下进一步缩合生成炭的前身物，因而具有较高的碳产率；第三，相对其他碳源，石油沥青的价格较低，来源丰富，经济性更好。……