High resolution TEM image analysis of the aggregate structural characteristics under heat treatment:A case study of Yimin coal
FAN Jing,LI Meifen,ZENG Fangui,ZHAO Yungang,WANG Xiaoling,SHAO Yan
以伊敏煤为研究对象,利用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对伊敏煤热模拟后4个不同温度点(384,456,528和600 ℃)产物的聚集态结构特征进行了研究,并利用热重质谱联用(TG-MS)实验分析了伊敏煤热解过程中主要气态产物的析出特征。研究结果表明,伊敏煤热模拟过程中,芳香层片的长度、弯曲度、有序性、层间距及堆垛高度等均随温度增加发生了阶段性变化,并与热解过程中气态产物的生成密切相关;384~456 ℃阶段,1×1芳香层片增多,而较大尺寸的芳香层片减少,弯曲度为1.0~1.2的芳香层片增多,较大弯曲度的芳香层片减少,有序性变好,这些现象均与芳香结构内羧基或其他含氧杂环裂解有关,与此同时芳香层片层间距减小,堆垛高度增加;456~528 ℃阶段,体系内芳香甲基或芳香甲基醚键断裂生成甲烷,新形成的芳香结构聚合,导致1×1芳香层片减少,较大尺寸芳香层片增多,弯曲度为1.0~1.2的芳香层片减少,较大弯曲度的芳香层片增多,有序性变好,同时芳香层片层间距减小,堆垛高度增加;528~600 ℃阶段,煤热解以小芳香层片的缩聚反应生成大量H2占主导地位,因此1×1芳香层片大幅减少,较大尺寸芳香层片大幅增多,弯曲度为1.0~1.2的芳香层片减少,较大弯曲度的芳香层片增多,芳香层片有序性变差,芳香层片层间距略有增大,堆垛高度显著增加。
Yimin lignite;heat treatment;High Resolution Transmission Electron Microscopy;aggregate structure
1 样品与实验方法
1.1 样品采集及处理
1.2 热重质谱(TG-MS)实验
1.3 黄金管热模拟实验
1.4 HRTEM观测
2 结果与讨论
2.1 伊敏煤的热重-质谱分析
2.2 HRTEM特征
2.3 芳香层片长度及弯曲度
2.4 芳香层片取向
2.5 晶格条纹层间距及堆垛高度的演化
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会