第10章 煤基材料rev

第10章煤基材料10.1煤基材料基础10.1.1碳的存在形式

碳的元素符号为C，原子序数为6，相对原子质量是12.01，位于元素周期表的第二周期IVA族，电子轨道结构为1s22s22p2，即碳原子核电荷数为6，中性碳原子的核外电子数为6，碳原子的价数有2价、3价或4价。碳的单质存在形式:无定形碳卡宾金刚石石墨富勒稀10.1煤基材料基础10.1.2煤基材料的特点

煤的特点：煤主要由有机质组成，且煤有机质主要由碳、氢、氮、氧和硫五种元素组成，其中碳元素含量最高，为煤中最主要的一种元素；煤中富含芳烃，尤其是缩合芳烃，有较高的芳香度和石墨化程度；煤基材料的特点：

优良的机械性能电导性热传导性化学稳定性煤中含有丰富的官能团结构，尤其是含氧官能团；煤的组成不均一，各物理性质不尽相同；煤中含有较丰富的孔道和裂隙。10.1煤基材料基础10.1.3煤基材料的发展与应用20世纪30年代，德国的F.Fischer将褐煤与含酚12%的笨混合，混炼压制成板材，这是最早应用反应性共混技术制备的聚合物/煤共混物材料。20世纪70年代，前苏联CorlowE.G和Zummenov.S.R将煤作为活性填料与各种聚合物共混制取了热塑性共混物材料，推动了煤/聚合物共混材料的发展。1984年，Rohlfing等用短脉冲高功率的激光束在超氮气流中蒸发石墨时发现了C60原子簇，从而打破了人们对于碳同素异形体的固有概念；1991年，日本科学家Iijima发现了碳纳米管，碳素材料进入新型碳时期。

以其质量轻、高强度、高熔点、低膨胀、耐腐蚀、导热、导电等优点被广泛用于航空、航天、核工业、军工及诸多民用工业领域。10.2煤基高聚物合成单体10.2.1概述

煤液包括煤的液化产物、煤热解焦油、煤抽提液态产物及经过氧化、卤化、解聚、水解、烷基化后的液态产物等。煤液体是富含芳烃的物料，大约含有70%的芳烃。煤液的基本构成是1~4个环芳烃和酚类等混合物，这是石油与天然气所不具备的。每一种煤液都是复杂的煤液体混合物，它由几十种到几百种有机化合物组成。煤液的组成受煤种、煤的组成、加工工艺等的影响。煤液体衍生物具有芳香结构特征，以它们为原料经过简单的工艺就可转化为高附加值的新型材料。煤液的获得可通过煤直接液化、煤间接液化、煤的热解及溶剂抽提等方法实现。

10.2煤基高聚物合成单体10.2.2制备方法通过对煤液的分离可获得用于合成芳香高聚物的芳香单体。煤液的分离可通过溶剂萃取、蒸馏、溶剂抽提、柱吸附等方法实现。其中，常用的溶剂萃取有酸洗、碱洗等；柱吸附是采用离子交换树脂柱吸附杂质组分。如何高效地实现分离、纯化、催化重整是煤液制备高聚物合成单体的技术关键。对煤分子进行适当的剪裁、切割和分离从而获得高分子单体。通过向煤中引入某种化学试剂，使其可以选择性地解离煤分子中已知的几个键或指定结构，从而实现煤分子的剪切和剥离。分子裁剪技术制备高聚物合成单体的关键是煤分子的确切结构和选择性反应催化剂。10.2.3煤基高聚物合成单体的应用10.2煤基高聚物合成单体通用芳香工程高聚物。主要有聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)，聚丁烯对苯二甲酸酯(PBT)等。二甲苯是PET和PBT的重要单体，PET聚酯的强度高、韧性好、耐磨，可用于制造轮胎、齿轮及建筑构件等，还可用于胶卷、磁带及软饮料瓶的制造；PBT有优良的热性质和机械性质。高温耐热塑料。主要有聚酰亚胺(PI)，聚亚胺砜(PIS)，聚苯并咪唑(PBI)和聚酯(E-101)等。PI可耐400℃高温，可用于制备各种密封件、轴承、齿轮、活塞、刹车制动装置等；PBI耐高温纤维，可用于生产安全手套、宇航服等。液晶高聚物(LCP)。它是指某些高聚物在熔融状态或溶液状态时是液态晶体。其强度较高，被用于宇航、电子、运输等领域。它还可制成现代最轻的18层增强纤维防弹内衣。功能高聚物。主要有高聚膜材料，离子交换树脂和膜材料，光导高聚物和缩聚多核芳香树脂等。主要应用于工业中气、液混合物的分离及生物和医药部门。如纯化水，血液分离，人造心脏、肾、心肺肌等。10.3煤基活性炭材料10.3.1概述

将煤在一定温度下炭化活化后的物质称为活性炭（activecarbon，AC）。活性炭是一种含炭材料（含炭90%~95%），具有十分发达的内部孔隙结构和巨大的内比表面积，外表具有特殊功能的官能团。活性炭具有吸附能力强、化学稳定性好、机械强度高、使用失效后易再生等特点。活性炭孔径从10-1～104nm。孔径r<2nm为微孔，2nm<r<50nm为中孔，r>50nm为大孔。在高比表面积活性炭中，比表面积主要由微孔来贡献，中大孔在吸附过程中主要起通道作用。10.3煤基活性炭材料10.3.2制备方法物理活化法：将原料先炭化，再利用气体（水蒸气和二氧化碳等）进行炭的氧化反应，形成众多微孔结构；化学活化法：将原料与化学药品以一定比例混合、浸渍一段时间后，在惰性气体保护下将炭化和活化同时进行的一种制备方式。

催化活化法：在原料煤中加入一定量催化剂，然后加工成型，再经过炭化和气体活化作用后制造出具有特殊性能的活性炭。其他活化法：界面活化法、模板法、凝胶炭化法、表面改性法等。10.3煤基活性炭材料10.3.2制备方法原料研磨炭化活化洗涤干燥活性炭活化气体物理活化法：物理活化法主要工序是炭化和活化：炭化是指在较低温度（500℃左右）下，物料中煤焦油的挥发和煤及沥青的热分解和固化的过程，即预先除去其中的挥发分，制成适合于下一步活化用的炭化料。炭化过程分为400℃以下的一次分解反应、400℃~700℃的氧键断裂反应、700℃~1000℃的脱氧反应三个阶段。煤中的芳香族大分子经过上述反应，形成三向网状结构的炭化料。将炭化料置于活化气体中，在800℃~1000℃的情况下进行热处理，称为活化。气体的氧化反应侵蚀炭化物的表面，从而产生丰富的多孔性结构。10.3煤基活性炭材料10.3.2制备方法煤粉化学活化剂混合干燥炭化、活化干燥活性炭水洗化学活化法：化学活化法的实质是化学试剂镶嵌入炭颗粒内部结构，通过化学活化剂与碳的活性中心相互作用，形成孔体系。常用的活化剂有碱金属、碱土金属的氢氧化物和一些酸；目前应用较多、较成熟的有KOH、NaOH、ZnCl2、H3PO4等。10.3煤基活性炭材料10.3.2制备方法催化活化法：

催化活化法也称为物理化学活化法，是将化学活化法和物理活化法相结合，以制备特殊孔隙分布活性炭材料的一种方法。首先在原料煤中加入一定量催化剂，然后加工成型，再经过炭化和气体活化作用后制造出具有特殊性能的活性炭。催化活化的催化剂类型可分为两大类：1.碱金属和碱土金属为主的金属氧化物、金属氢氧化物以及盐类（包括NaO2、KO2、CaCO3、CaO、K2CO3、NaCO3等）；2.过渡金属（主要包括铁、镍、钴）。一般认为适用于催化C-H2O反应的催化剂主要有K、Na、Ca、Fe和Ni。10.3煤基活性炭材料10.3.2制备方法其他活化法：界面活化法、模板法、凝胶炭化法、表面改性法等Gryglewicz等将Ca和Fe交换到褐煤上，制备了中孔孔体积明显提高的活性炭；Ozakietal利用聚合物共混法把聚乙烯醇和酚醛树脂混合，制备了3～5nm中孔结构的碳纤维；Kuhl用界面活化法将煤沥青和氧化烟煤混合以制中孔含量较高的活性炭；Hanzawaetal用有机气凝胶炭化、活化法制备了有发达中孔结构的活性炭气凝胶；Salvador用超临界水蒸汽活化法制备了中孔结构较发达的活性炭，被认为是制备发达中孔结构活性炭最有前途的方法之一。10.3煤基活性炭材料10.3.3活性炭的应用

活性炭孔隙结构发达、比表面积高、吸附能力强，是一种优良的以含碳物质为前躯体的吸附材料。其最初主要用于食品和医药的脱色与除味、防毒面具，目前已发展到溶剂精制与回收、催化剂或催化剂载体、脱除放射性物质、空气净化、烟气脱硫、食品保鲜、医药制品、血液净化等领域，近年来，随着活性炭形态特征（粉、粒、块、膜、纤维及其织物）的不断增多和功能特性的不断改进，它的应用领域也在日益拓宽，其作为催化材料、电子能源材料和生物工程材料等的研究与开发十分活跃，并已取得较大的进展。10.4煤沥青基碳纤维10.4.1概述沥青是由相对分子质量为400～600的多种芳烃组成的混合物，具有合适的C/H比，是生产高级炭素材料(如高功率电极用针状焦和碳纤维)的优质原料。碳纤维的性能：力学性能热学性能耐化学性能电性能磁性能中间相理论认为，煤在炭化时，随着加热温度的升高，煤或沥青首先生成光学各向同性的胶质体，然后在其中出现液晶（又称中间相），这种液晶在基体中经过核晶化、长大、融并、固化的过程，最终生成光学各向异性的焦炭。液晶是指一些相对分子质量较高，分子结构中碳链较长的芳烃化合物，它们在一定温度范围内呈现中间状态。10.4煤沥青基碳纤维10.4.2沥青基碳纤维的制备精加工：表面氧化处理，上胶处理熔融纺丝不熔化：氧气气氛中200～300℃炭化：惰性气氛中800～1200℃精制或调制熔融纺丝不熔化：氧气气氛中200～300℃活性碳纤维制品制品各向异性沥青纤维各向异性不熔化纤维各向异性碳纤维各向异性石墨纤维各向同性沥青煤沥青，煤液化油中间相各向同性沥青纤维各向同性不熔化纤维各向同性碳纤维各向同性石墨纤维制品制品炭化或活化：氧气气氛中600～1000℃炭化：惰性气氛中800～1200℃石墨化：惰性气氛中2000～3000℃石墨化：惰性气氛中2000～3000℃精加工：表面氧化处理煤沥青基碳纤维的制备工艺10.4煤沥青基碳纤维10.4.2沥青基碳纤维的制备沥青的调制—>熔融纺丝—>不熔化处理—>炭化—>石墨化—>后处理沥青的调制：各向同性沥青的调制：热处理法；溶剂抽提法；共聚合法；中间相沥青的调制：提纯和缩聚熔融纺丝：喷射法、离心法、挤压法不熔化处理：预氧化，有气相氧化、液相氧化和混合氧化方法等炭化：惰性气氛保护下，在800～1200℃温度下炭化石墨化：惰性气氛保护下，在2000～3000℃温度下停留一段时间后处理：表面清洁法、氧化法和表面涂层法等后处理方法，消除碳纤维的表面杂质，增加其表面能，并引入具有极性的活性官能团等，以改善碳纤维的表面性质制备过程：10.4煤沥青基碳纤维10.4.3C/C复合材料C/C复合材料是以碳纤维（或石墨纤维）及其织物为增强材料，以碳（或石墨）为基体，通过加工、炭化和石墨化处理制成的全碳质复合材料。与碳纤维相比，C/C复合材料性能更加优异。C/C复合材料的性能：低密度、高模量、高比强度、低热膨胀、耐高温、耐冲击、耐腐蚀及好的吸振性等。

碳含量超过99%密度小，一般在1.40～2.00g/cm3之间抗烧蚀性能好，烧蚀均匀，可承受高达3000℃的高温耐磨性良好1—3回1—4回1—4回碳纤维纺织物（UD、2D、3D等）热固化树脂热可塑性沥青烃类气体固相炭化1000～1500℃液相炭化500～800℃气相炭化600～1300℃浸渍浸渍机械加工炭化1000～1500℃热处理1500～2200℃热处理2200～2750℃热处理1500～2500℃抗氧化处理C/C复合材料前躯体纤维母体前躯体工序制品10.4煤沥青基碳纤维10.4.4C/C复合材料的制备坯体的选择致密化处理热处理后处理10.4煤沥青基碳纤维

碳纤维及其复合材料由于其密度小、模量高、强度大、热膨胀系数小、耐磨、耐高温、耐腐蚀、耐冲击等性能被广泛应用于航空航天、军事工业、能源、交通及医疗等领域。其高抗烧蚀性能，使其被应用于火箭喷管喉衬、宇宙飞船散热器、导弹弹头鼻锥及各种高温燃烧部件中；其耐磨性使其在刹车制动装置中得到重要应用；其耐高温性及耐腐蚀性使其可作为内衬用于核反应堆中。此外，它还可用于制备特殊用途反应器及人工骨骼等。10.4.5碳纤维材料的应用10.5煤基高分子复合材料10.5.1概述煤具有一定的溶解性、溶胀性及黏弹性等，可使其作为有机刚性粒子用于聚合物复合材料；煤表面的官能团和低分子化合物的嵌布及多孔性有利于化学改性；煤芳香大分子结构的直接利用可避免煤热化学转化过程污染，提高煤的利用效率；煤的芳香结构可改善线性聚合物材料的强度和耐热性。煤制聚合物复合材料的优势：1.可供利用的煤炭资源可以是闲置粉煤、风化煤和高灰煤等；2.煤以有机成分为主，化学改性容易；3.煤的密度小，与无机矿物填充复合材料相比，制备同样体积的复合材料质量更轻，且具有一定价格优势；4.在一些场合可替代价格昂贵的炭黑；5.煤基高分子复合材料使用后的废料可以在加热和加入催化剂等条件下液化，制备合成液体燃料。10.5煤基高分子复合材料10.5.2制备方法共聚法：共聚是指将两种或多种化合物在一定条件下聚合成一种物质的反应。煤很难直接与其它高分子物质进行聚合，往往需要对煤首先进行改性预处理以增加其与聚合物的相容性。根据共聚时两种结构单元在大分子链中的排列方式不同，可将共聚分为四类：无规共聚，交替共聚，嵌段共聚和接枝共聚。无规共聚：大分子链上M1、M2结构单元呈无规则排列，自由基共聚物大多属于这一类。交替共聚：大分子链M1、M2单元交替排列，即严格相间排列。嵌段共聚：大分子链是由较长的链段M1和另一较长的链段M2构成，M1、M2成段出现。接枝共聚：共聚物主链是由单元M1组成，并接枝另一单元M2组成的支链。10.5煤基高分子复合材料10.5.2制备方法共混法：溶液共混法：又称共溶剂法，是将各高聚物溶解于共同溶剂中再出去溶剂，即得到高聚物共混物。煤基高分子共混物是将高分子聚合物溶于特定的有机溶剂，同时，将粉磨后一定粒度的煤粉分散于特定溶剂中，将两种溶剂混合浇铸，得到聚合物薄膜，该共混薄膜可进行后续掺杂处理得到不同性状煤基聚合物。也可向溶有高分子聚合物的溶液中直接添加煤粉进行共混处理，从而得到共混物材料。机械共混法：是将各高分子组份在混合设备如高速混合机、双辊混炼机、挤出机中均匀混合。机械共混法有干粉共混法和熔融共混法之分。熔融共混法是将煤粉与高分子聚合物同时放入混炼设备中，在高分子聚合物熔融温度下进行混炼，即可得到煤/聚合物共混材料。机械熔融共混法被广泛用于煤-橡胶共混、煤-塑料共混材料的制备中。10.5煤基高分子复合材料10.5.2制备方法模板聚合法：模板聚合法是高分子单体在具有特定结构的聚合物存在下进行的聚合反应，这些特定结构的聚合物对单体的聚合起着模板作用。模板聚合法制备煤基高分子复合材料主要是以煤的孔隙结构为模板，将高分子单体溶胀到煤的孔隙结构及煤的大分子芳香层片间，再利用引发剂或一定的聚合方法使单体在煤的孔隙或大分子芳香层片间聚合，从而制备出复合材料。煤可以作为高分子复合材料的模板，主要因为煤的如下结构与性质：①煤的芳香层片结构②煤发达的孔结构③煤的溶胀性能④煤的质子酸特性⑤煤的电性质

煤粉可以代替或部分代替炭黑作为橡胶配料中的增强填料，从而改变橡胶的力学性能。也可用于塑料中，制备性能优异的复合材料，如煤/HDPE（高密度聚乙烯）共混材料、煤/PA-6（聚己内酰胺）复合材料、风化煤腐植酸/PA-6复合材料、傅-克烷基化改性煤/聚丙烯复合材料等都使得原材料的力学性能有所改观；将煤粉作为半导体高聚物用于制备导电材料，通过与聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔等高分子聚合物复合可制备高性能导电材料；采用熔融共混技术也可将煤粉制备具有抗静电性能的高聚物材料；通过溶剂共混，将磺化聚苯乙烯高聚物与氧化煤进行共混复合，可制备具有强/弱酸性混合型离子交换材料。10.5煤基高分子复合材料10.5.3煤基高分子复合材料的应用10.6煤基电极炭材料10.6.1自焙电极生产铁合金、电石、黄磷等产品大都采用矿热炉（电阻炉），电极是矿热炉的核心部分，电流通过电极输入炉内产生电弧进行冶炼。矿热炉中通常采用的电极是自焙电极。自焙电极是利用焙炼过程产生的热量，使装入钢制电极壳内的电极糊经软化、熔融、烧结后，形成具有一定机械强度和导电性的炭素材料。电极糊作为自焙电极的主要填料，它是由无烟煤、冶金焦、石墨碎等炭素材料与黏结剂（如沥青、煤焦油、蒽油等），经过加热、机械混捏而制成的块状物料。矿热炉在生产过程中，自焙电极会不断被消耗，同时，依靠生产过程中产生的热量又不断进行烧结，使消耗掉的部分电极得到相应补充，维持矿热熔炼炉长期稳定运行。自焙电极应该用于矿热炉，主要是由于其耐高温性、耐氧化性和导电性。10.6煤基电极炭材料10.6.1自焙电极煤沥青碎石墨无烟煤焦油或沥青焦冶金焦或石墨化冶金焦煤焦油预碎（粒度≤70mm）煅烧（物料温度≥1250℃）烘干（物料水分≤0.5%）熔化中碎（颗粒纯度≥80%）细碎（-0.075mm含量60%～70%）脱水筛分配料产品混捏成型原料主要有颗粒无烟煤，填充料和黏结剂：1.颗粒无烟煤约占总量的45%～55%；2.填充料一般有粉状无烟煤，冶金焦，石油焦，石墨等，含量约占总量的25%～30%；3.黏结剂一般有沥青、煤焦油、蒽油或其混合物，约占总量的20%～25%。制备工艺流程10.6煤基电极炭材料10.6.2超电电极超电电极主要是指电化学电容器（electrochemicalcapacitor,EC），它是一种介于二次电池与传统电容器之前，基于电极/溶液界面的电化学过程的贮能元件。EC可被用于航空航天，军事，工业，民用等领域。它可单独用于调整电负荷，贮存电能，也可与燃料电池、太阳能电池、风力发电、内燃机等产生电能的装置混合使用。活性炭石墨粉混合干燥压片真空干燥真空浸泡测试溶剂PTFE集电极电解液10.6煤基电极炭材料10.6.2超电电极制作超级电极时，将活性炭粉碎至一定粒度，得到制备电极材料的活性炭样品。通过添加剂增大活性炭电极的导电性，然后加入聚四氟乙烯（PTFE）作为黏结剂，加入少量乙醇，将混合物在超声波中充分混合均匀，最后把烘干的混合料用液压机以一定压力压在集电极上，即制得电化学电容器电极。

制备工艺流程①活性炭电极的掺杂。即可通过添加石墨、炭黑、中间相炭微球、碳纳米管、碳气凝胶等提高活性炭电极的导电性能；②活性炭的表面改性。即通过表面改性技术，如液相氧化、气相氧化、等离子体处理、热处理等方法，增加活性炭比表面积和空隙率或增加表面官能团的浓度，从而增强其对电解质离子的吸附作用，扩大电容量；③电极表面负载金属及其氧化物。可在活性炭中掺杂钌/钴/镍金属氧化物、二氧化锰、二氧化钛、氧化铜或金等提高活性炭准电容；④导电聚合物对电极表面的修饰。通过负载、聚合等方法，将导电聚合物如聚苯胺、聚吡咯等与电极材料结合，增加电极材料的电容。活性炭电极的修饰优化：

10.6煤基电极炭材料10.6.2超电电极10.6煤基电极炭材料10.6.3石墨电极

煤基石墨电极主要是以针状焦为原料，煤沥青为黏结剂，经煅烧、配料、混捏、成型、焙烧、石墨化、机械加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体。针状焦是生产石墨电极的主要原料，它是石墨化程度较高的沥青焦，可由煤沥青制备得到。石墨电极与铜电极等其他常用电极相比，电极消耗较小，加工速率快，机械加工性能好，加工精度高，热变形小，重量轻，表面处理容易，耐高温，加工温度高，电极可黏结。因此，石墨电极被广泛应用于冶金、电炉、电火花加工等领域。10.6煤基电极炭材料10.6.3石墨电极制备工艺流程煅烧粉粒制备（破碎、筛分、磨粉）混合及混捏成型（挤压、模压、等静压、振动）机械加工产品黏结剂（煤沥青）浸渍固体原料配料焙烧石墨化浸渍剂（专用浸渍沥青）将经煅烧除杂、破碎后的不同粒径原料进行配料处理，以煤沥青为黏结剂进行混捏，再经成型机成型后焙烧（850～1000℃），同时以浸渍沥青对焙烧料进行浸渍，再焙烧，以提高产品的体积密度和机械强度，最后经石墨化（1700～2400℃）及后续机械加工得到石墨电极材料。10.7其它煤基材料10.7.1煤基碳纳米管碳纳米管是晶型碳的同素异性体，是一种巨型富勒烯分子，它是由石墨片卷而成的准一维管状材料，直径很细，处于纳米范围。按照碳纳米管的层数，可将碳纳米管分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，其中多壁碳纳米管可以理解为由不同直径的单壁碳纳米管套装而成。碳纳米管有着独特的物理和化学性质，其理论抗拉强度为钢的100倍，而其密度仅为钢的1/6，可作为坚韧的纳米增强相；根据其半径和螺旋角的不同，碳纳米管可呈现导体和半导体特性。10.7其它煤基材料10.7.1煤基碳纳米管①石墨电弧法：

制备单壁碳纳米管的一般工艺为：在石墨棒里钻一个轴向的孔洞，然后填满致密的金属和石墨混合物粉体作为阳极，通过复合阳极中石墨和金属的共蒸发来制备碳纳米管，主要应用的填充金属主要是镍/钇和钴/镍催化剂。

制备多壁碳纳米管的方法：在真空反应室中充入惰性气体及氢气，采用较粗大的石墨棒为阴极，较细的石墨棒为阳极，在电弧放电的过程中阳极石墨棒不断被消耗，同时在石墨阴极上沉积出含有碳纳米管的产物。电弧等离子体放电法具有设备投资低、操作简单可靠等优点，而且所得到的碳纳米管的结构规整，石墨化程度高，结晶缺陷少，因而受到国内外研究者的青睐。制备方法：②烷烃催化裂解法：该法是用金属及石墨为催化剂，在反应器中充入氢气、氮气和烷烃气体，于一定温度下催化裂解碳氢化合物而得到碳纳米管。分解的烷烃气体可以是乙炔、乙烯、苯蒸汽等，作为催化剂的金属元素可以是铁、钴及镍等。③激光蒸发法：在一定条件下，通过脉冲激光、连续激光或日光照射碳-金属复合靶来制备碳纳米管。10.7其它煤基材料10.7.1煤基碳纳米管制备方法：

与传统的炭质材料相比，碳纳米管具有一些独特的性质，如特殊的导电性能、力学性能及物理化学性能等，因此碳纳米管自发现以来即被引起关注并广泛应用于诸多领域。根据碳纳米管独特的一维管状结构和极大的长径比可将其制成高效的传质单元；超薄的针形尖端使碳纳米管可用作扫描隧道显微镜即原子力显微镜的探针；极强的场发射性能，使其有望替代其他电子发射材料，成为平板显示器的场发射阴极材料；碳纳米管兼有金属或半导体导电性，是一种理想的电极材料；碳纳米管具有较大的比表面积，可用于贮氢、贮能以及吸附剂等领域。10.7其它煤基材料10.7.1煤基碳纳米管应用：10.7其它煤基材料10.7.2煤基碳分子筛

作为吸附质材料，煤基碳分子筛（carbonmolecularsieves，CMS）是一种含有特别发达的细孔和亚细孔（孔直径<0.8mm）的碳质吸附剂。