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华北南部构造煤纳米级孔隙结构演化特征及作用机理
被引量:
83
1
作者
琚宜文
姜波
+2 位作者
侯泉林
王桂梁
方爱民
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第2期269-285,共17页
构造煤是在构造应力作用下,煤体发生变形或破坏的一类煤,在世界主要产煤国家皆有分布。构造变形不同程度的改变着煤的大分子结构和化学成分,而且也影响到构造煤的纳米级孔隙结构(<10 0 nm ) ,它是煤层气的主要吸附空间。通过构造煤...
构造煤是在构造应力作用下,煤体发生变形或破坏的一类煤,在世界主要产煤国家皆有分布。构造变形不同程度的改变着煤的大分子结构和化学成分,而且也影响到构造煤的纳米级孔隙结构(<10 0 nm ) ,它是煤层气的主要吸附空间。通过构造煤显微组分和镜质组油浸最大反射率的测定,采用液氮吸附法对不同变质变形环境、不同变形系列构造煤的纳米级孔隙分类、孔隙结构特征进行了深入系统的研究,并结合高分辨透射电子显微镜和X射线衍射对大分子结构和孔隙结构的分析,结果表明:不同类型构造煤纳米级孔径结构自然分类,可将孔径结构划分为过渡孔(15~10 0 nm )、微孔(5~15 nm )、亚微孔(2 .5~5 nm )和极微孔(<2 .5 nm ) 4类。低煤级变形变质环境中随着构造变形的增强,不同类型构造煤过渡孔孔容明显降低,微孔及其下孔径段孔容明显增多,可见亚微孔和极微孔,过渡孔的比表面积大幅度降低,而亚微孔的却增加得较快。从脆韧性变形煤至韧性变形煤,总孔体积、累积比表面积、N2 吸附量随着构造变形的增强,这些结构参数均迅速增加,但中值半径进一步下降。非均质结构煤孔隙参数与弱脆性变形煤相当。中、高煤级变形变质环境形成的各种类型构造煤与低煤级变质变形环境相比,孔隙参数的变化基本一致。
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关键词
构造煤
构造应力
化学成分
纳米级孔隙结构
煤层气
吸附空间
变形煤
结构
参数
作用机理
演化特征
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职称材料
煤基纳米功能材料的制备与应用研究进展
2
作者
李神勇
秦身钧
+7 位作者
门长全
侯佳佳
吕大炜
郑雪
庞薇
郝龙龙
赵道远
章少卓
《煤炭学报》
北大核心
2025年第7期3552-3565,共14页
我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋决定了煤炭在能源体系中的基础地位,但传统燃煤利用作为主要碳排放源,与“双碳”目标存在根本性矛盾。通过煤炭清洁高效利用实现高碳资源低碳化转型,既是保障能源安全的现实需求,也是培育新质生产力...
我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋决定了煤炭在能源体系中的基础地位,但传统燃煤利用作为主要碳排放源,与“双碳”目标存在根本性矛盾。通过煤炭清洁高效利用实现高碳资源低碳化转型,既是保障能源安全的现实需求,也是培育新质生产力的战略路径。纳米材料因其独特的量子效应与表面特性,在电子信息、新能源、生物医药、环境治理等领域展现出独特优势。煤炭有机质中的稠环芳烃网络和无机组分(如硅铝酸盐)为功能材料构建提供了结构基元,前者通过定向碳重排可转化为零维碳量子点、二维石墨烯及碳纳米管等纳米碳材料;后者经矿相重构可合成分子筛、介孔材料等纳孔体系,其中未燃尽碳与无机灰分共存的“碳-灰复合体”为功能化设计提供了新思路。系统分析了煤基纳米材料的“结构-性能”调控机制,解析煤炭有机质分子构效关系及热化学转化路径对碳纳米材料维度的影响规律,发现碳纳米材料维度受煤变质程度主导,详细综述煤基纳米材料的制备技术及其在锂电池负极材料、电催化、污染物检测等领域的应用进展;阐明了煤基固废中硅铝矿相演变与纳孔材料合成机理,探讨硅铝基纳米级孔隙结构材料等在CO_(2)捕集、重金属吸附等环境治理中的潜力。当前研究需突破原料组分非均质性导致的产物一致性差、酸碱处理工艺的环境风险等瓶颈,未来应聚焦分子尺度结构精准解析、多源固废协同转化、绿色制备工艺开发等研究方向。随着“原料替代”战略推进与纳米技术迭代,煤基纳米材料有望成为煤炭增值利用的新兴方向,为构建清洁煤基材料工业体系提供科技支撑。
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关键词
煤炭清洁高效利用
煤基碳
纳米
材料
硅铝基
纳米级孔隙结构
材料
结构
性能调控
高值化应用
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职称材料
四川盆地及周缘地区龙马溪组页岩微观孔隙结构及其发育主控因素
被引量:
33
3
作者
尉鹏飞
张金川
+4 位作者
隆帅
彭建龙
邓恩德
吕艳南
马玉龙
《中国石油勘探》
CAS
北大核心
2016年第5期42-51,共10页
以四川盆地及周缘地区下志留统龙马溪组富有机质页岩为研究对象,通过氩离子抛光—扫描电镜、低温液氮吸附/脱附实验等方法和技术,对研究区页岩储层微观孔隙结构进行系统研究,并探讨了控制纳米尺度微观孔隙结构的主要原因。结果表明:四...
以四川盆地及周缘地区下志留统龙马溪组富有机质页岩为研究对象,通过氩离子抛光—扫描电镜、低温液氮吸附/脱附实验等方法和技术,对研究区页岩储层微观孔隙结构进行系统研究,并探讨了控制纳米尺度微观孔隙结构的主要原因。结果表明:四川盆地及周缘地区龙马溪组富有机质页岩孔径范围为纳米级,孔隙类型多样,分为有机孔、粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔及微裂缝等,其中有机孔和粒内孔较为发育;页岩微观孔隙结构复杂,多为开放型孔隙,以管孔和两端开口的平行板孔为主;微观孔隙孔径主要分布在2~80nm,以中孔为主。通过分析控制该区页岩储层微观孔隙结构的主要因素,认为有机碳含量是控制纳米级孔隙发育的主要因素,同时也是页岩气赋存的重要物质基础。
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关键词
龙马溪组
四川盆地周缘
纳米级孔隙结构
液氮吸附/脱附
氩离子抛光—扫描电镜
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职称材料
四川盆地周缘牛蹄塘组页岩微观孔隙结构特征
被引量:
6
4
作者
张鹏
张金川
+2 位作者
刘鸿
黄宇琪
尉菲菲
《科学技术与工程》
北大核心
2016年第7期47-53,共7页
以四川盆地周缘地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩为研究对象,通过X衍射全岩分析、低温液氮吸/脱附等实验方法技术对研究区页岩储层微观孔隙结构进行了系统研究;并探讨了控制纳米尺度微观孔隙结构的主要原因。结果表明:四川盆地周缘牛...
以四川盆地周缘地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩为研究对象,通过X衍射全岩分析、低温液氮吸/脱附等实验方法技术对研究区页岩储层微观孔隙结构进行了系统研究;并探讨了控制纳米尺度微观孔隙结构的主要原因。结果表明:四川盆地周缘牛蹄塘组富有机质页岩矿物组分中石英、长石等脆性矿物含量较高,其次是黏土矿物;页岩微孔结构复杂,多为开放型空隙,以管状孔和平行壁的狭缝状孔为主;微观孔隙孔径主要分布在2-10 nm,以微孔为主。通过分析控制该区页岩储层微观孔隙结构的主要因素,认为有机碳含量是控制纳米级孔隙发育的主要因素,同时也是页岩气赋存的重要物质基础。
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关键词
牛蹄塘组
四川盆地周缘
纳米级孔隙结构
氮气吸/脱附
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职称材料
题名
华北南部构造煤纳米级孔隙结构演化特征及作用机理
被引量:
83
1
作者
琚宜文
姜波
侯泉林
王桂梁
方爱民
机构
中国科学院研究生院地球科学学院
中国矿业大学资源与地球科学学院
中国科学院地质与地球物理研究所
出处
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第2期269-285,共17页
基金
国家自然科学基金项目(编号40172058)
国家重点基础研究发展规划"973"项目(编号2002CB211704)
+1 种基金
中国博士后科学基金(编号200403508)
中国科学院王宽诚博士后工作奖励基金项目资助的成果
文摘
构造煤是在构造应力作用下,煤体发生变形或破坏的一类煤,在世界主要产煤国家皆有分布。构造变形不同程度的改变着煤的大分子结构和化学成分,而且也影响到构造煤的纳米级孔隙结构(<10 0 nm ) ,它是煤层气的主要吸附空间。通过构造煤显微组分和镜质组油浸最大反射率的测定,采用液氮吸附法对不同变质变形环境、不同变形系列构造煤的纳米级孔隙分类、孔隙结构特征进行了深入系统的研究,并结合高分辨透射电子显微镜和X射线衍射对大分子结构和孔隙结构的分析,结果表明:不同类型构造煤纳米级孔径结构自然分类,可将孔径结构划分为过渡孔(15~10 0 nm )、微孔(5~15 nm )、亚微孔(2 .5~5 nm )和极微孔(<2 .5 nm ) 4类。低煤级变形变质环境中随着构造变形的增强,不同类型构造煤过渡孔孔容明显降低,微孔及其下孔径段孔容明显增多,可见亚微孔和极微孔,过渡孔的比表面积大幅度降低,而亚微孔的却增加得较快。从脆韧性变形煤至韧性变形煤,总孔体积、累积比表面积、N2 吸附量随着构造变形的增强,这些结构参数均迅速增加,但中值半径进一步下降。非均质结构煤孔隙参数与弱脆性变形煤相当。中、高煤级变形变质环境形成的各种类型构造煤与低煤级变质变形环境相比,孔隙参数的变化基本一致。
关键词
构造煤
构造应力
化学成分
纳米级孔隙结构
煤层气
吸附空间
变形煤
结构
参数
作用机理
演化特征
Keywords
tectonic coals
nano-scale pore structure
connection
coal macromolecular structure
structural stress
分类号
P618.11 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
煤基纳米功能材料的制备与应用研究进展
2
作者
李神勇
秦身钧
门长全
侯佳佳
吕大炜
郑雪
庞薇
郝龙龙
赵道远
章少卓
机构
河北工程大学材料科学与工程学院
河北工程大学地球科学与工程学院
山东科技大学地球科学与工程学院
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第7期3552-3565,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(42172191)
河北省自然科学基金资助项目(B2024402035)
青岛市科技惠民示范专项资助项目(24-1-8-cspz-24-nsh)。
文摘
我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋决定了煤炭在能源体系中的基础地位,但传统燃煤利用作为主要碳排放源,与“双碳”目标存在根本性矛盾。通过煤炭清洁高效利用实现高碳资源低碳化转型,既是保障能源安全的现实需求,也是培育新质生产力的战略路径。纳米材料因其独特的量子效应与表面特性,在电子信息、新能源、生物医药、环境治理等领域展现出独特优势。煤炭有机质中的稠环芳烃网络和无机组分(如硅铝酸盐)为功能材料构建提供了结构基元,前者通过定向碳重排可转化为零维碳量子点、二维石墨烯及碳纳米管等纳米碳材料;后者经矿相重构可合成分子筛、介孔材料等纳孔体系,其中未燃尽碳与无机灰分共存的“碳-灰复合体”为功能化设计提供了新思路。系统分析了煤基纳米材料的“结构-性能”调控机制,解析煤炭有机质分子构效关系及热化学转化路径对碳纳米材料维度的影响规律,发现碳纳米材料维度受煤变质程度主导,详细综述煤基纳米材料的制备技术及其在锂电池负极材料、电催化、污染物检测等领域的应用进展;阐明了煤基固废中硅铝矿相演变与纳孔材料合成机理,探讨硅铝基纳米级孔隙结构材料等在CO_(2)捕集、重金属吸附等环境治理中的潜力。当前研究需突破原料组分非均质性导致的产物一致性差、酸碱处理工艺的环境风险等瓶颈,未来应聚焦分子尺度结构精准解析、多源固废协同转化、绿色制备工艺开发等研究方向。随着“原料替代”战略推进与纳米技术迭代,煤基纳米材料有望成为煤炭增值利用的新兴方向,为构建清洁煤基材料工业体系提供科技支撑。
关键词
煤炭清洁高效利用
煤基碳
纳米
材料
硅铝基
纳米级孔隙结构
材料
结构
性能调控
高值化应用
Keywords
clean and efficient coal utilization
coal-based carbon nanomaterials
aluminosilicate-based nanoporous materials
structure-property regulation
high value application.
分类号
TB383.1 [一般工业技术—材料科学与工程]
TQ536 [化学工程—煤化学工程]
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职称材料
题名
四川盆地及周缘地区龙马溪组页岩微观孔隙结构及其发育主控因素
被引量:
33
3
作者
尉鹏飞
张金川
隆帅
彭建龙
邓恩德
吕艳南
马玉龙
机构
中国地质大学(北京)能源学院
页岩气勘查与评价国土资源部重点实验室
出处
《中国石油勘探》
CAS
北大核心
2016年第5期42-51,共10页
基金
国家自然科学基金项目"页岩气有利目标区调查评价与优选项目"(40672087)
文摘
以四川盆地及周缘地区下志留统龙马溪组富有机质页岩为研究对象,通过氩离子抛光—扫描电镜、低温液氮吸附/脱附实验等方法和技术,对研究区页岩储层微观孔隙结构进行系统研究,并探讨了控制纳米尺度微观孔隙结构的主要原因。结果表明:四川盆地及周缘地区龙马溪组富有机质页岩孔径范围为纳米级,孔隙类型多样,分为有机孔、粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔及微裂缝等,其中有机孔和粒内孔较为发育;页岩微观孔隙结构复杂,多为开放型孔隙,以管孔和两端开口的平行板孔为主;微观孔隙孔径主要分布在2~80nm,以中孔为主。通过分析控制该区页岩储层微观孔隙结构的主要因素,认为有机碳含量是控制纳米级孔隙发育的主要因素,同时也是页岩气赋存的重要物质基础。
关键词
龙马溪组
四川盆地周缘
纳米级孔隙结构
液氮吸附/脱附
氩离子抛光—扫描电镜
Keywords
Longmaxi Formation, the Sichuan Basin and its periphery, nano-scale pore structure, nitrogen adsorption/desorption, argon-ionpolishing-scanning electron microscope (SEM)
分类号
TE125.6 [石油与天然气工程—油气勘探]
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职称材料
题名
四川盆地周缘牛蹄塘组页岩微观孔隙结构特征
被引量:
6
4
作者
张鹏
张金川
刘鸿
黄宇琪
尉菲菲
机构
六盘水师范学院矿业工程系
中国地质大学(北京)能源学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2016年第7期47-53,共7页
基金
国家自然科学基金(41102088)资助
文摘
以四川盆地周缘地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩为研究对象,通过X衍射全岩分析、低温液氮吸/脱附等实验方法技术对研究区页岩储层微观孔隙结构进行了系统研究;并探讨了控制纳米尺度微观孔隙结构的主要原因。结果表明:四川盆地周缘牛蹄塘组富有机质页岩矿物组分中石英、长石等脆性矿物含量较高,其次是黏土矿物;页岩微孔结构复杂,多为开放型空隙,以管状孔和平行壁的狭缝状孔为主;微观孔隙孔径主要分布在2-10 nm,以微孔为主。通过分析控制该区页岩储层微观孔隙结构的主要因素,认为有机碳含量是控制纳米级孔隙发育的主要因素,同时也是页岩气赋存的重要物质基础。
关键词
牛蹄塘组
四川盆地周缘
纳米级孔隙结构
氮气吸/脱附
Keywords
Niutitang formation
margin of Sichuan Basin
nanopore structure
nitrogen sorption-desorption
分类号
P618.130.2 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
华北南部构造煤纳米级孔隙结构演化特征及作用机理
琚宜文
姜波
侯泉林
王桂梁
方爱民
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
83
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职称材料
2
煤基纳米功能材料的制备与应用研究进展
李神勇
秦身钧
门长全
侯佳佳
吕大炜
郑雪
庞薇
郝龙龙
赵道远
章少卓
《煤炭学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
四川盆地及周缘地区龙马溪组页岩微观孔隙结构及其发育主控因素
尉鹏飞
张金川
隆帅
彭建龙
邓恩德
吕艳南
马玉龙
《中国石油勘探》
CAS
北大核心
2016
33
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职称材料
4
四川盆地周缘牛蹄塘组页岩微观孔隙结构特征
张鹏
张金川
刘鸿
黄宇琪
尉菲菲
《科学技术与工程》
北大核心
2016
6
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职称材料
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