【摘 要】
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为了研究酸化前后煤样化学结构及其吸附性能的变化特性,采用氢氟酸酸化处理贵州无烟煤,运用X射线衍射仪(XRD)测定煤样无机矿物质含量及大分子结构基本单元的变化特征;利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)剖析煤样官能团含量及其聚合程度的变化机制;基于量子化学理论,采用Gaussian 9软件模拟分析含氧官能团和烷基侧链对煤吸附瓦斯的影响,从分子水平探究瓦斯在煤表面的吸附机理.结果表明:酸化能消除煤样内部矿物质,并改变其微晶结构参数;酸化处理后,煤样表面含氧官能团增多,甲基与亚甲基等烷基侧链减少,且芳香结构及脂肪结
【机 构】
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贵州大学矿业学院,贵阳550025;喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室,贵阳550025;贵州林华矿业有限公司,贵州六盘水553000
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为了研究酸化前后煤样化学结构及其吸附性能的变化特性,采用氢氟酸酸化处理贵州无烟煤,运用X射线衍射仪(XRD)测定煤样无机矿物质含量及大分子结构基本单元的变化特征;利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)剖析煤样官能团含量及其聚合程度的变化机制;基于量子化学理论,采用Gaussian 9软件模拟分析含氧官能团和烷基侧链对煤吸附瓦斯的影响,从分子水平探究瓦斯在煤表面的吸附机理.结果表明:酸化能消除煤样内部矿物质,并改变其微晶结构参数;酸化处理后,煤样表面含氧官能团增多,甲基与亚甲基等烷基侧链减少,且芳香结构及脂肪结构参数均变小;在所构建的7个煤分子吸附瓦斯模型中,吸附能最大的为亚甲基吸附模型,其次为甲基吸附模型,而醛基、醚氧基、羧基及羟基的吸附能绝对值均小于单个苯环的吸附模型.
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