煤并不是一種均一的物質(zhì),識(shí)別乃至量化煤中非均質(zhì)性,對(duì)于全面認(rèn)識(shí)煤結(jié)構(gòu)有著重要意義。對(duì)曹村2號(hào)煤的HRTEM圖像分析發(fā)現(xiàn),這種非均質(zhì)性也體現(xiàn)煤中不同區(qū)域的晶格條紋呈現(xiàn)的較大差異上。據(jù)此,本文以曹村2號(hào)煤為研究對(duì)象,從分子尺度和聚集態(tài)尺度兩個(gè)層次出發(fā),對(duì)煤中分子進(jìn)行全面解析,試圖找尋煤結(jié)構(gòu)不同層次之間的聯(lián)系及差異,進(jìn)而上升到煤非均質(zhì)性機(jī)制的研究上。本文主要利用FTIR、Raman、XPS、¹³C-NMR等測試手段從分子尺度上對(duì)曹村2號(hào)煤樣進(jìn)行解析,然后利用ACD、GNMR等軟件構(gòu)建了曹村2號(hào)煤的大分子結(jié)構(gòu)平面模型;并使用Material Studio模擬計(jì)算軟件,經(jīng)分子力學(xué)及分子動(dòng)力學(xué)優(yōu)化后,得到曹村2號(hào)煤的3維優(yōu)化后的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)模型。此外,運(yùn)用XRD以及HRTEM等測試方法從聚集態(tài)尺度上對(duì)曹村2號(hào)煤中的微晶結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行表征,包括芳香層片間距離d₀₀₂,芳香層片延展度La,堆砌高度Lc,堆砌層數(shù)N_ave等。在充分認(rèn)識(shí)煤的不同尺度結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對(duì)煤中的不同聚集態(tài)類型進(jìn)行劃分及定量表征,包括晶格條紋長度,取向以及曲率特征（條紋分段... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 煤分子結(jié)構(gòu)研究
        1.1.1 煤分子結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展
        1.1.2 煤分子結(jié)構(gòu)研究方法介紹
        1.1.3 煤分子結(jié)構(gòu)模型
    1.2 煤聚集態(tài)結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展
        1.2.1 XRD在煤結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用
        1.2.2 HRTEM在煤結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用
    1.3 研究背景及意義
    1.4 主要研究內(nèi)容
    1.5 擬解決的關(guān)鍵問題
    1.6 研究思路及技術(shù)路線
    參考文獻(xiàn)
第二章 研究區(qū)地質(zhì)概況及煤樣采集與測試
    2.1 井田概況
        2.1.1 霍西煤田概況
        2.1.2 區(qū)域地層概況
    2.2 煤樣的采集與制備
        2.2.1 煤樣采集
        2.2.2 煤樣脫灰處理
    2.3 煤樣測試
        2.3.1 工業(yè)分析、元素分析和反射率的測定
        2.3.2 傅里葉變換紅外光譜測試
        2.3.3 拉曼光譜實(shí)驗(yàn)
        2.3.4 X射線光電子能譜測試
        2.3.5 核磁共振實(shí)驗(yàn)
        2.3.6 X射線衍射實(shí)驗(yàn)
        2.3.7高分辨率透射電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)
    參考文獻(xiàn)
第三章 曹村2號(hào)煤的分子尺度表征
    3.1 工業(yè)分析、元素分析和反射率的測定
    3.2 紅外光譜分析
        3.2.1 煤樣芳香結(jié)構(gòu)的紅外光譜解析
        3.2.2 煤樣含氧官能團(tuán)的紅外光譜擬合解析
        3.2.3 煤樣的脂肪結(jié)構(gòu)紅外光譜擬合解析
        3.2.4 煤樣的烴基紅外光譜擬合解析
    3.3 X射線光電子能譜分析
        3.3.1 XPS分析N元素的賦存形態(tài)
        3.3.2 XPS分析O元素的賦存形態(tài)
        3.3.3 XPS分析S元素的賦存形態(tài)
    3.4 拉曼光譜譜圖解析
    3.5 核磁共振碳圖譜解析
        3.5.1 煤結(jié)構(gòu)中C的化學(xué)位移歸屬
13C-NMR圖譜分析">        3.5.2 ¹³C-NMR圖譜分析
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 曹村2號(hào)煤的分子模型構(gòu)建
    4.1 模型構(gòu)建相關(guān)參數(shù)
        4.1.1 芳香碳結(jié)構(gòu)
        4.1.2 脂肪碳結(jié)構(gòu)
        4.1.3 雜原子結(jié)構(gòu)
    4.2 平面模型構(gòu)建
    4.3 立體模型構(gòu)建
        4.3.1 引言
        4.3.2 計(jì)算模塊簡介
        4.3.3 曹村2號(hào)煤的最低能量構(gòu)型
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 曹村2號(hào)煤的聚集態(tài)尺度表征
    5.1 XRD對(duì)煤的結(jié)構(gòu)表征
        5.1.1 XRD圖譜分析
        5.1.2 XRD結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算
    5.2 HRTEM對(duì)煤的結(jié)構(gòu)表征
        5.2.1 高分辨率透射電鏡原理
        5.2.2 高分辨率透射電鏡圖像分析
        5.2.3 曹村2號(hào)煤的晶格條紋長度及取向
        5.2.4 曹村2號(hào)煤的晶格條紋層間距及堆砌高度
    5.3 XRD與HRTEM處理結(jié)果對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 基于HRTEM的煤中不同聚集態(tài)結(jié)構(gòu)表征
    6.1 引言
    6.2 HRTEM分析方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 條紋長度特征
        6.3.2 條紋取向特征
        6.3.3 條紋曲率的量化
        6.3.4 不同區(qū)域的孔徑分布
        6.3.5 聚集態(tài)形成機(jī)制探討
    6.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 結(jié)論、創(chuàng)新與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 不足與展望
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低階煤分子碳結(jié)構(gòu)的分析與研究[J]. 張銳,夏陽超,譚金龍,丁世豪,邢耀文,桂夏輝.  中國煤炭. 2018(12)
[2]晉城無煙煤的分子結(jié)構(gòu)特征分析[J]. 魏帥,嚴(yán)國超,張志強(qiáng),劉松孟,張遠(yuǎn)方.  煤炭學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]不同煤級(jí)含樹皮體煤HRTEM特征研究[J]. 王紹清,陳昊,張小梅,沙玉明.  煤炭技術(shù). 2017(12)
[4]基于HRTEM的煤分子芳香片層結(jié)構(gòu)表征[J]. 康倩楠,張志強(qiáng).  煤炭轉(zhuǎn)化. 2017(05)
[5]低中煤級(jí)煤結(jié)構(gòu)演化的拉曼光譜表征[J]. 李霞,曾凡桂,王威,董夔.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(09)
[6]煤的拉曼光譜特征[J]. 蘇現(xiàn)波,司青,宋金星.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(05)
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碩士論文
[1]場發(fā)射槍透射電子顯微鏡主體鏡筒的設(shè)計(jì)分析[D]. 童超.北京交通大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3045149