不同煤级煤的微孔介孔演化特征及其成因
本文选题：微孔 切入点：介孔 出处：《煤田地质与勘探》2017年05期 论文类型：期刊论文
【摘要】：为了探讨煤的微孔介孔演化特征及其成因,在华北二叠纪煤盆地,采取7个不同煤化程度的煤样,分别采用低压CO_2吸附法和液氮吸附法对各煤样的纳米孔隙进行表征;基于密度泛函理论、DA(Dubinin—Astakhov)、DR(Dubinin—Radushkevich)、BET、BJH等方程计算孔隙表面参数;分析煤的微孔(孔径2 nm)和介孔(孔径2~50 nm)的孔径分布、孔容和比表面积随煤级变化的规律;并探讨微孔形成的主控因素及介孔的形成机制。研究结果表明:微孔孔容和比表面积与煤的镜质体反射率高度正相关,微孔在吸附中占绝对支配性主导地位;微孔孔径分布曲线呈双峰分布,不同煤级煤样的曲线形态相似,极微孔随煤级增加最快;介孔比表面积和孔容随煤级增加逐渐下降,介孔孔径分布呈单峰分布,随着煤级的增加,煤的BET比表面积先减少后增加,呈U形分布;微孔的形成应主要受控于煤的类微晶参数和芳香层片间的堆垛结构,而介孔的形成应主要受控于煤侧链的变化和煤的基本结构单元间隙。
[Abstract]:In order to study the evolution characteristics of mesoporous and mesoporous coal and their origin, seven coal samples with different coalification degrees were used in the Permian coal basin in North China. The nano-pores of each coal sample were characterized by low-pressure CO_2 adsorption method and liquid nitrogen adsorption method respectively. Based on density functional theory (DFT), Dubinin-Radushkevichh and other equations are used to calculate pore surface parameters, pore size distribution (pore size 2 nm) and mesopore (pore diameter 2 nm) of coal are analyzed, and pore volume and specific surface area vary with coal rank. The main controlling factors of micropore formation and the mechanism of mesoporous formation are discussed. The results show that the micropore volume and specific surface area are highly correlated with the vitrinite reflectance of coal, and micropores are dominant in adsorption. The distribution curve of micropore pore size is bimodal distribution, the curve shape of different coal grade coal samples is similar, the extremely micro pore size increases fastest with coal grade, the mesoporous surface area and pore volume decrease gradually with the increase of coal grade, and the mesoporous pore size distribution shows a single peak distribution. With the increase of coal grade, the specific surface area of BET of coal decreases first and then increases, and the formation of micropores is mainly controlled by the microcrystalline parameters of coal and the stacking structure between aromatic layers. The formation of mesoporous is mainly controlled by the change of coal side chain and the basic structural unit clearance of coal.
【作者单位】： 太原理工大学化学化工学院;河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地;河南理工大学安全科学与工程学院;河南理工大学能源科学与工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(41372157)~~
【分类号】：P618.1
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