中间相沥青是制备功能碳和石墨材料的优质前驱体,其结构直接决定了碳材料的性能。本课题采用索氏萃取法从兖州煤与石家庄催化裂化油浆的共液化残渣中萃取出了沥青质与重油,通过热台偏光显微镜确定了由沥青质制备中间相沥青的温度范围,在此温度范围内系统地探讨了反应温度、保温时间及初始表压力对中间相形成的影响,从而确定了性能良好的中间相沥青的较佳形成条件。在此较佳条件下将沥青质与不同比例的重油进行共炭化,探讨了沥青质与重油在中间相发展过程中的共炭化效应,从而优化了中间相的性能。主要得出以下结论:(1)通过扫描电子显微图像分析得出了中间相的形成机理,即中间相炭微球的生成是均相成核的融并生长过程,且其核是持续生成的,所得到的炭微球呈地球仪型结构。(2)通过热台偏光显微试验确定了沥青质在308~510 oC范围内能生成中间相沥青,本文选用的温度范围为350~500 oC。随着温度的升高,聚合样品的中间相含量先增多后减少,其收率、H/C原子比逐渐下降,而其不溶物含量、软化点、芳香指数和缩合度逐渐上升。只有在较低温度下(如400oc),延长保温时间会促进中间相结构的生成、生长和融并。适当提高初始表压力会促进中间相炭微球的融并和重排,而压力太大则会阻碍炭微球的融并。(3)用沥青质制备软化点较低(~270oc)的大片广域中间相沥青的较佳条件为反应温度约400oc、初始表压力约1mpa、保温时间约10h。(4)在上述较佳条件下进行沥青质与重油的共炭化研究中,随着前驱体混合物中重油比例的增大,聚合样品的h/c原子比逐渐升高,其烷基逐渐增多,而其不溶物含量以及软化点逐渐降低。(5)当前驱体混合物中重油比例大约为20wt%时,制得了含有大量有序中间相流域的聚合样品,聚合样品的软化点仅为210oc,其收率达到了最大值76.68wt%,而且聚合样品的可溶部分的质量分数较高,因此该聚合样品应具有高的可纺性,其潜在应用是用作碳纤维的前驱体。(6)当原料中重油比例大约高于20wt%时,由于原料具有较高的h/c原子比、较低的芳香度和分子量,体系的中间相成核速率较慢,因此中间相发育不完全。此外,当原料中重油比例大约为80wt%时,制得了尺寸较均一(~9μm)的离散型中间相炭微球,且炭微球的球形度很好。(7)本文表明非常有必要从煤油共液化残渣中萃取出沥青质与重油,然后再重新将沥青质与重油进行配比,以达到制备性能优异的中间相流域和中间相炭微球的目的。