煤納米孔徑與分形特征的同步輻射小角散射
本文選題:小角X射線散射(SAXS) 切入點:納米尺度 出處:《科學(xué)通報》2017年21期 論文類型:期刊論文
【摘要】:煤是一種非均質(zhì)多孔介質(zhì),孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜.本文利用同步輻射小角散射試驗對6種不同煤階煤樣納米尺度微孔結(jié)構(gòu)(1~100 nm)進(jìn)行測試,分析了煤樣的Porod散射曲線、Guinier散射曲線、孔徑分布、比表面積和分形特征等,探討了煤化過程中煤中微孔隙結(jié)構(gòu)的演化特征.實驗表明:6種煤樣Porod散射曲線均呈現(xiàn)正偏離現(xiàn)象,Guinier曲線表明煤樣孔隙呈多分散系分布特征;基于最大熵理論計算得出煤樣孔徑分布呈"雙峰"形態(tài),隨變質(zhì)程度增加,煤樣平均孔徑和最可幾孔徑均呈下降趨勢;煤樣比表面積表現(xiàn)為先增大后減小又緩慢增加.測試煤樣的分維數(shù)在低角q階段呈現(xiàn)表面分形,在高角q階段表現(xiàn)為孔分形.表面分形維數(shù)隨煤階增加呈先減小后增加而后又減小的變化趨勢,孔分形維數(shù)隨煤階增加呈先減小后增加的態(tài)勢,且當(dāng)R_(o,max)為2.07%時達(dá)最小值.
[Abstract]:Coal is a kind of heterogeneous porous media, complex pore structure. In this paper, using synchrotron radiation small angle scattering experiments on 6 different rank coals like nano scale pore structure (1~100 nm) were tested, analyzed the Porod scattering curves of coal samples, Guinier scattering curve, pore size distribution, specific surface area and fractal characteristics. To investigate the characteristics of the evolution of the micropore structure of coal during coal. Experimental results show that the 6 kinds of coal samples Porod scattering curve showed a positive deviation, Guinier curves show that the porosity of coal samples showed polydisperse distribution; maximum entropy theory to calculate coal pore size distribution was "Shuangfeng" with the form based on the metamorphic degree of coal increased. The average pore size and size can be decreased; the coal surface area is increased first and then decreased and increased slowly. The fractal dimension of coal sample test shows surface fractal in low angle and high angle in Q stage, Q stage was divided into the hole The surface fractal dimension decreases first and then increases with the increase of coal rank. The fractal dimension of pore decreases first and then increases with the increase of coal rank. When R_ (O, max) is 2.07%, the minimum value of pore fractal dimension is reached.
【作者單位】: 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院;中國礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室;
【基金】:國家重點研發(fā)計劃(2016YFC0600708,2016YFC0801401)資助
【分類號】:P618.11;TQ531
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,本文編號:1616179
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