不同变质程度煤的碳结构特征及其演化机制
相建华
曾凡桂
梁虎珍
李美芬
宋晓夏
赵月圆
1.太原理工大学地球科学与工程系,山西太原030024;太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室,山西太原0300242.太原理工大学地球科学与工程系,山西太原030024;太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室,山西太原0300243.太原理工大学地球科学与工程系,山西太原030024;太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室,山西太原0300244.太原理工大学地球科学与工程系,山西太原030024;太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室,山西太原0300245.太原理工大学地球科学与工程系,山西太原030024;太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室,山西太原0300246.太原理工大学地球科学与工程系,山西太原030024;太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室,山西太原030024
摘要：应用X射线衍射(XRD)与核磁共振碳谱测试(13C-NMR)相结合的方法,对5个不同变质程度煤(WMC长焰煤、LL3焦煤、LL4焦煤、CZ无烟煤与SH无烟煤)的碳结构特征及其演化进行了研究.结果表明:(1)变质程度是影响煤中碳结构演化的最重要因素.随着煤变质程度的增加,煤中芳碳率增大,芳香核缩聚程度增加,芳香结构单元排列趋于有序.(2)变质环境对煤的碳结构演化具有重要影响.高温低压环境下,WMC煤中芳香结构单元发生超前演化,形成一系列堆垛高度大延展度小的芳香结构体系;脂肪类物质中,一方面脂肪侧链发生快速热解,形成较多的环甲基,另一方面煤中已有的脂肪环发生热解断裂,形成新的脂肪链,导致支链化程度增加.(3)中等变质程度的LL4与LL3煤中发生了显著的脂环化作用,导致其季碳含量明显增高,支链化程度降低.(4)随着变质程度增加,CZ与SH煤样中,脂肪环发生断裂,形成新的脂肪链致使支链化程度增加,成为高变质程度煤中形成更大芳香体系的前奏.
关键词：变质程度芳香碳脂肪碳演化
分类号：TQ531(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家自然科学基金(41102092)国家自然科学基金(41572144)山西省煤基科技攻关计划重点项目(MQ2014-01)
论文发表日期：2016-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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