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煤表面官能团对CH_(4)及CO_(2)吸附性能的影响规律研究
被引量：
14
1
作者
相建华
雷蕾
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期145-151,共7页
煤表面官能团对CH_(4)以及CO_(2)吸附性能的影响已得到印证,但不同官能团类型对2种气体吸附行为的具体促进与阻碍作用以及影响因素尚未有定论。利用密度泛函理论,通过计算不同官能团化结构对CH_(4)以及CO_(2)的吸附能数据,揭示了表面官...
煤表面官能团对CH_(4)以及CO_(2)吸附性能的影响已得到印证,但不同官能团类型对2种气体吸附行为的具体促进与阻碍作用以及影响因素尚未有定论。利用密度泛函理论,通过计算不同官能团化结构对CH_(4)以及CO_(2)的吸附能数据,揭示了表面官能团对CH_(4)以及CO_(2)吸附性能的作用规律。结果表明:无论是在经官能团修饰的结构中还是无官能团化碳-Layer结构中,CO_(2)的吸附能均大于CH_(4),表明CO_(2)与煤大分子结构间的作用均大于CH_(4)。CH_(4)在CH_(4)/CO_(2)竞争吸附的吸附能模拟中,吸附平衡距离大于单一CH_(4)分子吸附模拟平衡距离;CO_(2)在CH_(4)/CO_(2)竞争吸附的吸附能模拟中,吸附平衡距离小于单一CO_(2)分子吸附平衡距离,CO_(2)表现出竞争吸附优势。CH_(4)在不同含氧官能团化结构中吸附能大小的顺序为羰基-Layer结构(-23.64 kJ/mol)>羟基-Layer结构(-19.44 kJ/mol)>羧基-Layer结构(-18.28 kJ/mol),上述吸附能均都小于CH_(4)在无官能团化C-Layer结构中的吸附能(-25.37 kJ/mol);含氧官能团的存在削弱了煤体的CH_(4)吸附性能,且影响强弱与官能团的碱性与疏水性有关。CO_(2)在不同含氧官能团化结构中吸附能大小的顺序为羧基-Layer结构(-36.33 kJ/mol)>羟基-Layer结构(-34.06 kJ/mol)>羰基-Layer结构(-33.43 kJ/mol),上述吸附能均大于CO_(2)在无官能团化碳-Layer结构中的吸附能(-32.54 kJ/mol));含氧官能团的存在提高了煤体的CO_(2)吸附性能,且影响强弱与官能团的极性有关。吡啶氮官能团化结构中CH_(4)的吸附能为-31.00 kJ/mol,大于无官能团化碳-Layer结构中CH_(4)的吸附能;吡咯氮官能团化结构中CH_(4)的吸附能为-6.40 kJ/mol,,小于无官能团化碳-Layer结构中CH_(4)的吸附能。CO_(2)在吡啶氮官能团化结构与吡咯氮官能团化结构中的吸附能分别为-50.56 kJ/mol与-14.71 kJ/mol。含氮官能团对煤体结构吸附CH_(4)和CO_(2)的阻碍与促进作用具有相同的规律,即吡啶促进吸附而吡咯阻碍吸附。
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关键词
吸附机理
煤
表面
官能团
密度泛函理论
吸附能
甲烷
二氧化碳
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职称材料
含氧取代咪唑类离子液体影响煤结构及其氧化性质的实验研究
被引量：
14
2
作者
王兰云
徐永亮
+2 位作者
姬宇鹏
蒋曙光
褚廷湘
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第7期1190-1194,共5页
为考察离子液体对煤中易氧化活性结构的溶解能力,选取两种阳离子含氧取代咪唑类离子液体[AOEmim]BF4和[HOEmim]BF4分别对煤进行预处理。利用原位傅里叶红外光谱仪(In-SituFTIR)测试了原煤与处理煤红外官能团谱图,分析结果显示:离子液体...
为考察离子液体对煤中易氧化活性结构的溶解能力,选取两种阳离子含氧取代咪唑类离子液体[AOEmim]BF4和[HOEmim]BF4分别对煤进行预处理。利用原位傅里叶红外光谱仪(In-SituFTIR)测试了原煤与处理煤红外官能团谱图,分析结果显示:离子液体能破碎煤结构,且两种离子液体阳离子中的含氧基团能够与煤络合,生成羧基。对原煤和离子液体处理煤进行的热分析实验,结果显示:离子液体处理煤在低温时放热速率较快,而在超过250℃的高温阶段,放热速率明显减慢直至低于原煤的放热速率。[HOEmim]BF4处理煤放热速率降低远远早于[AOEmim]BF4处理煤。综合红外和热分析实验结果,解释了[HOEmim]BF4与煤相互作用机理。
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关键词
离子液体
溶解
煤官能团
放热速率
机理
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职称材料
巨野矿区煤自燃特性及动力学研究
被引量：
4
3
作者
马砺
任立峰
+1 位作者
王乃国
李珍宝
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期33-37,共5页
针对巨野矿区3号煤层自然发火严重的现状，选择巨野矿区3上和3下两煤层煤样，采用煤的物性参数测试、热重分析、傅里叶红外光谱测试等实验方法，进行巨野矿区3煤层的自燃特性及动力学参数实验研究。结果表明，巨野矿区煤属于Ⅱ类自燃煤...
针对巨野矿区3号煤层自然发火严重的现状，选择巨野矿区3上和3下两煤层煤样，采用煤的物性参数测试、热重分析、傅里叶红外光谱测试等实验方法，进行巨野矿区3煤层的自燃特性及动力学参数实验研究。结果表明，巨野矿区煤属于Ⅱ类自燃煤，煤的孔隙主要以大孔和中孔为主；煤在失水失重与吸氧增重阶段的活化能分别为94.49~123.61kJ/mol和231.50~241.08kJ/mol；煤分子中含有大量的羟基、甲基、亚甲基等活性官能团，这些活性官能团是导致巨野矿区煤自燃的关键化学结构。
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关键词
煤
自燃
煤
活性
官能团
特征温度
活化能
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职称材料
题名
煤表面官能团对CH_(4)及CO_(2)吸附性能的影响规律研究
被引量：
14
1
作者
相建华
雷蕾
机构
太原理工大学矿业工程学院
太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期145-151,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(41572144,U1910204,41973077)
山西省应用基础研究基金资助项目(201601D021137)。
文摘
煤表面官能团对CH_(4)以及CO_(2)吸附性能的影响已得到印证,但不同官能团类型对2种气体吸附行为的具体促进与阻碍作用以及影响因素尚未有定论。利用密度泛函理论,通过计算不同官能团化结构对CH_(4)以及CO_(2)的吸附能数据,揭示了表面官能团对CH_(4)以及CO_(2)吸附性能的作用规律。结果表明:无论是在经官能团修饰的结构中还是无官能团化碳-Layer结构中,CO_(2)的吸附能均大于CH_(4),表明CO_(2)与煤大分子结构间的作用均大于CH_(4)。CH_(4)在CH_(4)/CO_(2)竞争吸附的吸附能模拟中,吸附平衡距离大于单一CH_(4)分子吸附模拟平衡距离;CO_(2)在CH_(4)/CO_(2)竞争吸附的吸附能模拟中,吸附平衡距离小于单一CO_(2)分子吸附平衡距离,CO_(2)表现出竞争吸附优势。CH_(4)在不同含氧官能团化结构中吸附能大小的顺序为羰基-Layer结构(-23.64 kJ/mol)>羟基-Layer结构(-19.44 kJ/mol)>羧基-Layer结构(-18.28 kJ/mol),上述吸附能均都小于CH_(4)在无官能团化C-Layer结构中的吸附能(-25.37 kJ/mol);含氧官能团的存在削弱了煤体的CH_(4)吸附性能,且影响强弱与官能团的碱性与疏水性有关。CO_(2)在不同含氧官能团化结构中吸附能大小的顺序为羧基-Layer结构(-36.33 kJ/mol)>羟基-Layer结构(-34.06 kJ/mol)>羰基-Layer结构(-33.43 kJ/mol),上述吸附能均大于CO_(2)在无官能团化碳-Layer结构中的吸附能(-32.54 kJ/mol));含氧官能团的存在提高了煤体的CO_(2)吸附性能,且影响强弱与官能团的极性有关。吡啶氮官能团化结构中CH_(4)的吸附能为-31.00 kJ/mol,大于无官能团化碳-Layer结构中CH_(4)的吸附能;吡咯氮官能团化结构中CH_(4)的吸附能为-6.40 kJ/mol,,小于无官能团化碳-Layer结构中CH_(4)的吸附能。CO_(2)在吡啶氮官能团化结构与吡咯氮官能团化结构中的吸附能分别为-50.56 kJ/mol与-14.71 kJ/mol。含氮官能团对煤体结构吸附CH_(4)和CO_(2)的阻碍与促进作用具有相同的规律,即吡啶促进吸附而吡咯阻碍吸附。
关键词
吸附机理
煤
表面
官能团
密度泛函理论
吸附能
甲烷
二氧化碳
Keywords
adsorption mechanism
surface functional groups of coal
density functional theory
adsorption energy
methane
carbon dioxide
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
含氧取代咪唑类离子液体影响煤结构及其氧化性质的实验研究
被引量：
14
2
作者
王兰云
徐永亮
姬宇鹏
蒋曙光
褚廷湘
机构
河南理工大学安全科学与工程学院
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室
山西焦煤西山煤电集团公司屯兰矿
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第7期1190-1194,共5页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(51074159)
河南省教育厅科学技术研究重点项目指导计划资助项目(12B440004)
河南省科技厅基础与前沿研究资助项目(122300413210)
文摘
为考察离子液体对煤中易氧化活性结构的溶解能力,选取两种阳离子含氧取代咪唑类离子液体[AOEmim]BF4和[HOEmim]BF4分别对煤进行预处理。利用原位傅里叶红外光谱仪(In-SituFTIR)测试了原煤与处理煤红外官能团谱图,分析结果显示:离子液体能破碎煤结构,且两种离子液体阳离子中的含氧基团能够与煤络合,生成羧基。对原煤和离子液体处理煤进行的热分析实验,结果显示:离子液体处理煤在低温时放热速率较快,而在超过250℃的高温阶段,放热速率明显减慢直至低于原煤的放热速率。[HOEmim]BF4处理煤放热速率降低远远早于[AOEmim]BF4处理煤。综合红外和热分析实验结果,解释了[HOEmim]BF4与煤相互作用机理。
关键词
离子液体
溶解
煤官能团
放热速率
机理
Keywords
ionic liquid
dissolution
functional groups of coal
exothermic rate
mechanism
分类号
TD752.2 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
巨野矿区煤自燃特性及动力学研究
被引量：
4
3
作者
马砺
任立峰
王乃国
李珍宝
机构
西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
兖矿集团博士后工作站
西安科技大学能源学院
山东新巨龙能源有限责任公司
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期33-37,共5页
基金
国家自然科学基金项目(51574193)~~
文摘
针对巨野矿区3号煤层自然发火严重的现状，选择巨野矿区3上和3下两煤层煤样，采用煤的物性参数测试、热重分析、傅里叶红外光谱测试等实验方法，进行巨野矿区3煤层的自燃特性及动力学参数实验研究。结果表明，巨野矿区煤属于Ⅱ类自燃煤，煤的孔隙主要以大孔和中孔为主；煤在失水失重与吸氧增重阶段的活化能分别为94.49~123.61kJ/mol和231.50~241.08kJ/mol；煤分子中含有大量的羟基、甲基、亚甲基等活性官能团，这些活性官能团是导致巨野矿区煤自燃的关键化学结构。
关键词
煤
自燃
煤
活性
官能团
特征温度
活化能
Keywords
coal spontaneous combustion
active functional groups of coal
characteristic temperature
activation energy
分类号
P618 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
作者
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被引量
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1
煤表面官能团对CH_(4)及CO_(2)吸附性能的影响规律研究
相建华
雷蕾
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021
14
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职称材料
2
含氧取代咪唑类离子液体影响煤结构及其氧化性质的实验研究
王兰云
徐永亮
姬宇鹏
蒋曙光
褚廷湘
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
14
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职称材料
3
巨野矿区煤自燃特性及动力学研究
马砺
任立峰
王乃国
李珍宝
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016
4
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职称材料
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