煤的化學(xué)物理結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,使得開展煤體吸附甲烷行為研究異常困難,構(gòu)造煤由于自身特殊物理、化學(xué)結(jié)構(gòu),更導(dǎo)致吸附性能與原生結(jié)構(gòu)煤之間存在較大差異。煤基活性炭與煤體具有相似的微觀結(jié)構(gòu),孔隙與表面化學(xué)性質(zhì)都比較接近,可以作為簡便模型用于探究煤體對甲烷的吸附行為。通過合理條件設(shè)置,對制備好的活性炭進行氧化改性,改造活性炭表面的孔隙與官能團的組成,從而引起甲烷吸附行為的變化。本文利用KOH作為活化劑,采用化學(xué)活化法將原生結(jié)構(gòu)煤與共生構(gòu)造煤制備成結(jié)構(gòu)類型具有一定差異的煤基活性炭,并在此基礎(chǔ)上采用硝氧化改性、濃硫酸-過硫酸銨聯(lián)合改性的方法對煤基活性炭進行氧化改性,通過多種物理、化學(xué)表征方法獲取了煤、煤基系列活性炭的表面物理、化學(xué)特性:（1）采用壓汞置換試驗測定煤樣孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù),表明原生結(jié)構(gòu)煤孔隙類型主要以開放孔為主,構(gòu)造煤則存在有細頸瓶孔,且連通性較差。（2）低溫液氮吸附試驗表明原煤樣品的氮氣吸附等溫線屬于第Ⅱ類型,證明構(gòu)造煤與原生結(jié)構(gòu)煤中都含有較連續(xù)的完整孔系統(tǒng),其中構(gòu)造煤亞微孔隙發(fā)育,是比表面積增加的主要貢獻者;不同類型煤基活性炭的氮氣等溫吸附線均屬于I型;比表面積測定表明硝酸氧化處理打通了煤體內(nèi)... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 問題提出
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 煤結(jié)構(gòu)與甲烷吸附特性的研究
        1.2.2 構(gòu)造煤分子結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 煤基活性炭制備及改性研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究目的及主要研究內(nèi)容
        1.3.1 本文研究的目的
        1.3.2 本文研究的內(nèi)容
        1.3.3 本文的創(chuàng)新點
2 煤基活性炭制備與改性
    2.1 煤樣選取及活性炭制備
        2.1.1 煤樣采集與基本參數(shù)測定
        2.1.2 煤基活性炭制備基本工藝
        2.1.3 煤基活性炭制備設(shè)備及活性炭制備
    2.2 煤基活性炭的改性
        2.2.1 實驗原料及設(shè)備
        2.2.2 實驗方法
    2.3 小結(jié)
3 煤與煤基活性炭的表征
    3.1 煤與煤基活性炭孔隙結(jié)構(gòu)表征
        3.1.1 低溫氮吸附法測定煤與煤基活性炭孔隙結(jié)構(gòu)
        3.1.2 實驗裝置介紹
        3.1.3 低溫氮氣吸附等溫曲線
    3.2 煤與煤基活性炭酸性含氧官能團表征
        3.2.1 煤與煤基活性炭紅外測定
        3.2.2 煤基活性炭Boehm滴定
        3.2.3 煤與煤基活性炭X射線光電子能譜分析
    3.3 小結(jié)
4 煤與煤基活性炭甲烷吸附性能及分析
    4.1 煤與煤基活性炭的甲烷吸附規(guī)律探討
        4.1.1 吸附理論
        4.1.2 構(gòu)造煤甲烷吸附特性
        4.1.3 煤基活性炭甲烷吸附特性
    4.2 煤與煤基活性炭的甲烷吸附實驗
        4.2.1 樣品制備
        4.2.2 實驗儀器與設(shè)備
        4.2.3 吸附槽自由空間體積的確定
        4.2.4 吸附等溫曲線的測定
    4.3 甲烷吸附實驗結(jié)果分析
        4.3.1 孔隙結(jié)構(gòu)對甲烷吸附的影響
        4.3.2 含氧官能團對吸附的影響
    4.4 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]云南褐煤結(jié)構(gòu)的FTIR分析[J]. 韓峰,張衍國,蒙愛紅,李清海.  煤炭學(xué)報. 2014(11)
[2]典型構(gòu)造煤變形特征及儲集層物性[J]. 要惠芳,康志勤,李偉.  石油勘探與開發(fā). 2014(04)
[3]不同變質(zhì)程度煤體破碎度對瓦斯放散初速度的影響[J]. 賈東旭,孫景來.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2013(08)
[4]煤中可溶有機質(zhì)對瓦斯吸附與解吸特性的影響[J]. 彭英健,李增華,季淮君,唐一博,劉震.  煤炭學(xué)報. 2012(09)
[5]表面改性對煤基活性炭及其甲烷吸附性能的影響[J]. 馮艷艷,黃利宏,儲偉.  煤炭學(xué)報. 2011(12)
[6]活性炭改性及其對CO2/CH4吸附性能的研究[J]. 李通,羅仕忠,吳永永,倪宏志.  煤炭學(xué)報. 2011(12)
[7]低階煤低溫?zé)岱磻?yīng)特性的原位紅外研究[J]. 辛海會,王德明,許濤,仲曉星.  煤炭學(xué)報. 2011(09)
[8]基于低溫液氮實驗的不同煤體結(jié)構(gòu)煤的孔隙特征及其對瓦斯突出影響[J]. 降文萍,宋孝忠,鐘玲文.  煤炭學(xué)報. 2011(04)
[9]構(gòu)造變形作用對煤巖大分子結(jié)構(gòu)的影響——以構(gòu)造煤鏡質(zhì)組分離為例[J]. 李小詩,琚宜文,侯泉林,林紅.  煤炭學(xué)報. 2010(S1)
[10]煤顯微組分表面含氧官能團的XPS分析[J]. 段旭琴,王祖訥.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)

博士論文
[1]煤層注水抑制瓦斯解吸效應(yīng)實驗研究與應(yīng)用[D]. 肖知國.河南理工大學(xué) 2010
[2]構(gòu)造煤演化與力化學(xué)作用[D]. 張玉貴.太原理工大學(xué) 2006



本文編號：3650645