【摘要】：煤嵌布結(jié)構(gòu)模型是一種新的和系統(tǒng)的有關(guān)煤組成結(jié)構(gòu)理論,但目前尚未從最直觀的圖像角度證明、分析和研究該理論中所謂煤重質(zhì)組、密中質(zhì)組和疏中質(zhì)組的顆粒形態(tài)及其彼此嵌布存在的結(jié)構(gòu)思想。本研究試圖解開這一疑問,從而為煤嵌布結(jié)構(gòu)模型理論提供最直接最有效的證據(jù)。論文在分離實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過原子力顯微鏡(AFM)和場(chǎng)發(fā)射透射電鏡(TEM)對(duì)九種不同煤階煤及其族組分進(jìn)行了測(cè)試分析,并從微觀形貌、粗糙度和分形維數(shù)等方面展開了對(duì)比研究,考察了它們與煤變質(zhì)程度間的相應(yīng)規(guī)律。結(jié)果表明:從褐煤到無煙煤的全煤階煤均是由兩種類型的顆粒構(gòu)成,其中絕大多數(shù)顆粒直徑在50-80 nm之間,以密集堆積方式構(gòu)成基底;在基底之中分別嵌布著數(shù)量相對(duì)較少、直徑在80-120 nm之間的較大顆粒。族組分中重質(zhì)組顆粒直徑最小,約在50 nm左右;密中質(zhì)組顆粒直徑最大,約在120 nm左右;疏中質(zhì)組顆粒直徑則介于80-100 nm之間。由各類型分子按原始嵌布結(jié)構(gòu)規(guī)律形成的原煤,其分形維數(shù)(Ds)隨著煤階的升高而增大,且總體上分為三個(gè)區(qū)間:褐煤最小(1.48),瘦煤和無煙煤最大(1.75-1.80),而其它煙煤居中(1.57-1.65)。當(dāng)以揮發(fā)份Vdaf來反映煤階時(shí),則Ds與Vdaf間存在兩個(gè)線性區(qū)間,即氣煤以下的低變質(zhì)煤的分形維數(shù)均低于1.61,線性關(guān)系為Ds=2.13-0.012Vdaf(R2=0.90);而肥煤以上的高變質(zhì)煤的分形維數(shù)均高于1.61,線性關(guān)系為Ds=1.97-0.013Vdaf(R2=0.99)。各族組分的Ds與煤階基本無關(guān),但與Vdaf間同樣存在以Ds為1.61劃分的兩個(gè)區(qū)段。無論哪種煤,其族組分的Ds均在1.55-1.65之間,且具有重質(zhì)組疏中質(zhì)組密中質(zhì)組的基本規(guī)律。組成密中質(zhì)組的120 nm微粒是由3-5 nm的單個(gè)納粒聚集形成30-50 nm的團(tuán)聚包后再彼此疊加而成,脂肪族部分在其中所占比重高,且多以直鏈形式進(jìn)行有序分子堆積并構(gòu)成穩(wěn)定的層片狀納粒結(jié)構(gòu),層線間距3-3.5?。論文最后對(duì)煤嵌布結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了新的改進(jìn)。
【圖文】：

圖 2-2 雷納德-瓊斯勢(shì)與達(dá)格代爾力定律Figure 2-2 Lennard-Jones and dugdale force laws圖 2-3 所示，原子力顯微鏡在觀測(cè)樣品時(shí)，通過微懸臂探針和被子的力的大小來繪制樣品形貌。圖 2-3AFM 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖Figure 2-3 the structure ofAFM system

16圖 2-3AFM 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖Figure 2-3 the structure ofAFM system分析磨好的煤樣中加入 CS2/NMP（1:1,V/V），對(duì)煤樣進(jìn)行萃取并離心分離4000 r/min，離心 20 min），，獲得煤重質(zhì)組和萃取液。將 Tecnai G2 F射電子顯微鏡（美國）專用純炭支持膜的銅網(wǎng)置于混合溶劑的萃取液網(wǎng)法線方向緩慢移動(dòng) 30 s 然后取出。在密封條件下，靜置 24 h 后M 的觀察和拍照。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ530

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2625813