科研突破：松脂衍生松香可转化为高质量块状石墨，助力电池材料可持续生产

B910化工消息：7月2日消息，一支研究团队成功将松脂衍生的松香转化为可石墨化的热塑性沥青，进而制备出高质量块状石墨。该研究展示了可再生萜烯的分子重构策略如何减少石墨制造对化石衍生沥青的依赖，成果发表在材料科学领域期刊上。

石墨是现代工业不可或缺的关键材料，因其优异的导电性、热稳定性、耐化学性和机械强度，被广泛应用于锂离子电池负极、电弧炉电极、半导体制造等高温应用领域。随着电动汽车和可再生能源技术的快速扩张，石墨需求量急剧攀升，但传统石墨生产仍严重依赖煤焦油沥青和石油衍生原料。

研究团队开发了一种两步化学工艺：首先在420度氮气氛围下使用铐碳催化剂对松香进行热处理，通过脱羸反应去除含氧官能团并通过脱氢反应提高芳香性，将树脂酸转化为氧含量大幅降低的三环芳烯；随后利用三氯化铁对芳香族分子进行氧化低聚反应，形成更大的互连结构。最终沥青产率以起始松香计为35.3加减1.7 wt%。

化学分析表明，第一步反应几乎去除了松香前驱体中的全部氧——氧含量从原始松香的约14.8 wt%降至仅1.2 wt%。所得沥青在220-340度范围内软化并形成光学各向异性中间相——这是工业可石墨化沥青的标志性特征。该液晶相在碳化前使芳香族分子有序排列，从而创造了块状石墨形成所需的有序结构。

团队还证明了该方法的通用性，将同一合成策略应用于妥尔油松香（另一种商业化松木衍生原料）。初步电化学测试表明，所得石墨在锂离子电池概念验证实验中表现出电化学活性，凸显其在可持续储能领域的潜力。这为石墨行业减少对化石沥青依赖、推进生物质碳材料生产提供了坚实基础。 （来源：AZoM）