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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
基于SAXS的不同变质程度煤纳米级孔隙结构特征研究
  • 作者

    张钰李勇王延斌王壮森赵石虎韩文龙

  • 单位

    中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院

  • 摘要

    为揭示不同变质程度煤岩纳米级孔隙特征,运用小角X射线散射方法(SAXS),采集镜质体反射率Rmax在0.31%~6.24%的15个样品,基于散射数据获取的煤岩孔隙率、孔径分布、比表面积和分形维数,讨论了煤化过程对煤岩纳米孔隙(0.3~100 nm)结构的影响,并用低温CO2和N2吸附DFT模型结果对孔径分布进行了验证。结果表明:在Rmax<0.5 %时,煤岩孔隙率和比表面积随着变质程度的增加而增加,微孔(<2 nm)含量增长较少,介孔(2~50 nm)和大孔(50~100 nm)含量大幅增加,煤岩表面逐渐光滑;在Rmax=0.5%~1.4%时,孔隙率和比表面积减小,各类孔隙含量均减少,煤岩表面逐渐光滑;在Rmax=1.4%~4.0%时,煤岩孔隙率和比表面积增大,微孔含量大幅增加,介孔和大孔含量近乎稳定,煤岩表面逐渐粗糙;在Rmax>4.0%后,煤岩孔隙率和比表面积缓慢增加,微孔增长幅度变缓,煤岩表面逐渐光滑。SAXS在0.3~100 nm孔径分布(本次实验范围)中用球形形状因子与低温CO2和N2吸附结果契合度较高,煤中纳米级孔隙率及比表面积主要由微孔贡献。

  • 关键词

    变质程度小角X射线散射纳米孔隙特征分形特征煤化作用

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(42072194,U1910205);国家科技重大专项项目(2016ZX05066)
  • 引用格式
    张钰,李勇,王延斌,等. 基于SAXS的不同变质程度煤纳米级孔隙结构特征研究[J]. 煤田地质与勘探,2021,49(6):142–150.
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