部分过渡金属化合物对催化氧化沥青性能的影响

论文摘要

目前,提高沥青产品的性能以满足交通运输和建筑日益增长的需要,具有重要的现实意义。本文根据配位催化理论,选取铁、锰和钴等部分过渡金属化合物为催化剂,以胜华减压渣油为原料,确定了反应温度,通过改变催化剂的种类,含量和对催化剂复配来研究对渣油催化氧化的效果。通过常规的评价方法（软化点,延度,针入度）和针入度指数法对催化氧化沥青的性能进行评价,与空白氧化相对比,结果表明铁盐和锰盐的催化作用明显,可以加快反应速度,沥青的温度敏感性及高温性能都有所改善,而且过渡金属对沥青性质有改善作用,能够得到性质更优的建筑沥青。过渡金属的种类不同,其催化作用的强弱所对应的含量范围也有所不同;根据对渣油的催化氧化的效果,选取部分铁盐和锰盐做催化剂对渣油进行深度氧化,将最终氧化产品与国产沥青调配。研究发现,在氧化沥青:基质沥青的比例为1:5和1:6时,调配沥青的温度敏感性改善较大,软化点能够提高34℃,15℃延度仍可满足JTG F40-2004中50号沥青要求,按照SHRP分级标准,在-18℃时弯曲蠕变劲度s值仍然满足要求,低温性能优于基质沥青;调配对基质沥青有选择性要求。而以深度空白氧化的沥青与基质沥青所得到的调配沥青,其温度敏感性反而有所下降,这说明配位催化理论可以应用于过渡金属对沥青的催化氧化并取得较好的结果。同时利用红外的微观手段对催化氧化沥青的结构进行分析,对催化氧化机理进行了初步探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 课题的提出及研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 沥青（渣油）的氧化机理
• 1.4 吹风氧化对沥青或渣油的影响
• 1.5 沥青氧化的工艺及发展
• 1.6 沥青的氧化方法
• 1.6.1 直接氧化方法
• 1.6.2 催化氧化法
• 1.7 沥青的温度敏感性
• 1.7.1 沥青温度敏感性的测定
• 1.7.2 改善沥青温度敏感性的途径
• 1.8 本文的主要研究内容
• 第2章 实验方案及实验方法
• 2.1 实验方案
• 2.1.1 沥青原料的选择
• 2.1.2 催化剂和实验试剂
• 2.2 沥青的分析评价方法
• 2.3 实验内容及方法
• 2.3.1 实验设备和内容
• 2.3.2 仪器与分析方法
• 2.4 渣油的性质分析
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 实验温度的选择
• 3.2 催化氧化实验
• 3.2.1 催化剂种类的影响
• 3.2.2 催化剂加入量的影响
• 3.2.3 复合催化剂氧化实验
• 3.3 深度氧化实验
• 3.4 调配实验
• 3.5 调配沥青低温性能分析
• 3.6 催化氧化机理初步探讨
• 3.7 红外谱图分析
• 第4章 结论
• 4.1 结论
• 4.2 论文创新点
• 4.3 设想与建议
• 主要符号表
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果