煤中含氧官能团的红外光谱定量分析 被引量：88

1

作者 朱学栋 朱子彬 +1 位作者 韩崇家 张成芳 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期335-339,共5页

利用ＦＴＩＲ分析和合适的光谱分峰程序，把煤的红外吸收光谱分解为３８个Ｇａｕｓｓｉａｎ分布的峰。基于煤中含氧官能团在红外光谱中有吸收，并结合煤中含氧官能团的化学分析，确定了含氧官能团与其吸收强度之间的关系。对我国煤化程... 利用ＦＴＩＲ分析和合适的光谱分峰程序，把煤的红外吸收光谱分解为３８个Ｇａｕｓｓｉａｎ分布的峰。基于煤中含氧官能团在红外光谱中有吸收，并结合煤中含氧官能团的化学分析，确定了含氧官能团与其吸收强度之间的关系。对我国煤化程度有显著差异的１８种煤的红外光谱的研究表明，羧基、羟基和其它含氧官能团的氧含量均随煤化程度的增加而减少。 展开更多

关键词 IR光谱 含氧官能团 吸收强度 煤化程度 红外光谱

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玉米秸秆和玉米芯生物炭对水溶液中无机氮的吸附性能 被引量：45

2

作者 武丽君 王朝旭 +1 位作者 张峰 崔建国 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期74-81,共8页

为探明玉米秸秆和玉米芯生物炭对水溶液中无机氮的吸附性能,研究了其对NH4＋-N、NO3--N和NO2--N的吸附动力学过程;并用等温吸附模型对NH4＋-N和NO3--N的吸附过程进行拟合,探讨制得生物炭对无机氮的吸附机理.结果表明,400℃和600℃制得... 为探明玉米秸秆和玉米芯生物炭对水溶液中无机氮的吸附性能,研究了其对NH4＋-N、NO3--N和NO2--N的吸附动力学过程;并用等温吸附模型对NH4＋-N和NO3--N的吸附过程进行拟合,探讨制得生物炭对无机氮的吸附机理.结果表明,400℃和600℃制得玉米秸秆和玉米芯生物炭均呈碱性,表现为400℃〈600℃;同种原材料,与400℃制得生物炭相比,600℃制得生物炭碱性含氧官能团数量较多,而酸性含氧官能团数量较少.400℃制得生物炭对NH4＋-N的吸附能力较强（玉米秸秆和玉米芯生物炭的平衡吸附量分别为4.22和4.09mg/g）;而600℃制得生物炭对NO3--N和NO2--N的吸附能力较强（玉米秸秆和玉米芯生物炭对NO3--N的平衡吸附量分别为0.73和0.63mg/g;对NO2--N的平衡吸附量分别为0.55和0.35mg/g）.与NO3--N和NO2--N相比,玉米秸秆和玉米芯生物炭对NH4＋-N的吸附能力更强,4种生物炭对NH4＋-N的平衡吸附量是NO3--N/NO2--N的4.29~20.2倍.等温吸附模型拟合研究表明,玉米秸秆和玉米芯生物炭对水溶液中NH4＋-N和NO3--N的吸附过程均可用Freundlich模型描述,其在生物炭表面的吸附是多分子层吸附. 展开更多

关键词 生物炭 无机氮 吸附性能 含氧官能团

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活性炭表面基团的定性和定量分析 被引量：27

3

作者 李娜 朱健 查庆芳 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期548-554,共7页

利用过硫酸铵对石油焦基活性炭进行了氧化处理,并使用元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、带质谱检测的程序升温脱附(TPD-MS)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线吸收近边结构(XANES)等方法对样品进行了分析和表征,并对不同表征方法所得结... 利用过硫酸铵对石油焦基活性炭进行了氧化处理,并使用元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、带质谱检测的程序升温脱附(TPD-MS)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线吸收近边结构(XANES)等方法对样品进行了分析和表征,并对不同表征方法所得结果进行了对比分析.结果表明,元素分析所得结果与TPD-MS分析结果较吻合,XPS和XANES分析所得含氧量结果偏小. 展开更多

关键词 活性炭 含氧基团 定量分析 TPD-MS

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不同原料生物炭对铵态氮的吸附性能研究 被引量：25

4

作者 宋婷婷 赖欣 +5 位作者 王知文 方明 杨殿林 居学海 李洁 张贵龙 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期576-584,共9页

为探讨不同原料生物炭对铵态氮吸附量及吸附机制,以花生壳、玉米秆、杨木屑和竹屑为原料,在500℃下充N_2保护热解制备生物炭,通过电镜扫面图(SEM)与傅立叶红外光谱图(FTIR)表征NH_4^+-N在生物炭表面的吸附特征,结合批量平衡吸附试验,对... 为探讨不同原料生物炭对铵态氮吸附量及吸附机制,以花生壳、玉米秆、杨木屑和竹屑为原料,在500℃下充N_2保护热解制备生物炭,通过电镜扫面图(SEM)与傅立叶红外光谱图(FTIR)表征NH_4^+-N在生物炭表面的吸附特征,结合批量平衡吸附试验,对比研究不同原料生物炭对NH_4^+-N的吸附性能。结果表明:吸附后生物炭表面附着颗粒或粉末物质,孔隙被填充,表面变得较为平坦。四种生物炭表面分布的-OH、-C=O、-C-O,以及花生壳生物炭与玉米秆生物炭表面的-CH_3、-CH_2、-O-参与了吸附;Langmuir方程可以较好地拟合四种生物炭对NH_4^+-N的等温吸附;吸附均在50 min内达到平衡,伪二级动力学方程均可以较好地描述生物炭对NH_4^+-N的动力学吸附过程;在溶液pH=7.00条件下,初始浓度为800 mg·L^(-1)的体系中,四种生物炭对NH_4^+-N的最大吸附量为9.5~15 mg·g^(-1),吸附能力大小为花生壳生物炭>玉米秆生物炭>竹屑生物炭>杨木屑生物炭。研究表明,生物炭表面含氧官能团对吸附NH_4^+-N起到决定性作用,吸附为单分子层吸附,且由快速反应所控制,四种生物炭中吸附性最好的是花生壳生物炭。 展开更多

关键词 生物炭 铵态氮 吸附等温线 动力学吸附 含氧官能团

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高品质低阶煤基活性炭的制备与表征 被引量：25

5

作者 邢宝林 黄光许 +2 位作者 谌伦建 张传祥 王力 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期217-222,共6页

以国内外8种低阶煤为原料,在相同工艺条件下采用KOH活化法制备低阶煤基活性炭,利用低温N2吸附、傅里叶红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)等对活性炭的孔结构及表面化学性质进行表征,考察原料煤的物理化学特性对低阶煤基活性炭孔结... 以国内外8种低阶煤为原料,在相同工艺条件下采用KOH活化法制备低阶煤基活性炭,利用低温N2吸附、傅里叶红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)等对活性炭的孔结构及表面化学性质进行表征,考察原料煤的物理化学特性对低阶煤基活性炭孔结构的影响及其表面化学性质。结果表明:在碱炭质量比为3∶1、活化温度为650℃、活化时间为0.5 h、升温速率为10℃/min、保护气流量为200 mL/min的条件下,可制备出比表面积为1 694～2 956 m2/g、总孔容为0.909～1.949 cm3/g、中孔率为37.3%～71.1%的高品质低阶煤基活性炭;低阶煤自身固有的物理化学特性对活性炭的孔结构具有重要影响,原料煤原生孔隙丰富、挥发分高有利于活性炭中孔的发育;煤中无机矿物成分不仅会削弱活化反应的剧烈程度,而且会降低活性炭的质量及性能;低阶煤基活性炭表面含有丰富的含氧官能团,其中以羰基及酚羟基(或醚类)为主,其次为内酯基和羧基。 展开更多

关键词 低阶煤 活性炭 孔结构 表面化学性质 含氧官能团

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表面改性活性炭活化过硫酸盐降解苯酚 被引量：22

6

作者 刘子乐 曾泽泉 +4 位作者 杨洁杨 崔燕 武爱莲 李哲 黄张根 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1241-1248,共8页

采用硝酸氧化联合高温处理法对活性炭(AC)进行表面改性(样品记为ACNH),并将其用于活化过硫酸盐(PS)降解苯酚.通过氮气等温吸附、元素分析、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜等手段对改性前后活性炭的表面性质进行了表征分析.考察了活性... 采用硝酸氧化联合高温处理法对活性炭(AC)进行表面改性(样品记为ACNH),并将其用于活化过硫酸盐(PS)降解苯酚.通过氮气等温吸附、元素分析、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜等手段对改性前后活性炭的表面性质进行了表征分析.考察了活性炭投加量、PS/苯酚摩尔比、苯酚初始浓度和初始p H等条件对苯酚降解率的影响.结果表明,改性后活性炭活化PS能力显著提高,在ACNH/PS体系中苯酚的降解速率是AC0/PS体系中的5倍;ACNH的pH值适用范围宽;活性炭表面醌基、吡喃酮结构和碳原子平面层上的离域π电子(Cπ)在活化PS过程中起主要作用,而羧基起抑制作用. 展开更多

关键词 表面改性 活性炭 过硫酸盐 含氧官能团 碱性位点

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低阶煤中含氧官能团含量对浮选吸附概率的影响规律 被引量：12

7

作者 耿建纯 刘文礼 《矿业科学学报》 2016年第3期284-290,共7页

为了提高低阶煤的疏水性和可浮性,实现低阶煤的高效浮选提质,本研究用3种不同类别的表面活性剂(CTAB、SDS和Span-80)对平朔长焰煤和胜利褐煤煤样进行改性处理,采用离子交换法测定改性前后煤样中含氧官能团的含量,测定了各煤样在气泡上... 为了提高低阶煤的疏水性和可浮性,实现低阶煤的高效浮选提质,本研究用3种不同类别的表面活性剂(CTAB、SDS和Span-80)对平朔长焰煤和胜利褐煤煤样进行改性处理,采用离子交换法测定改性前后煤样中含氧官能团的含量,测定了各煤样在气泡上的吸附概率,并对表面活性剂改性低阶煤的规律和机理进行了分析,认为含氧官能团含量是影响煤的疏水性和可浮性的重要因素,通过表面活性剂改性可以对低阶煤表面的含氧官能团产生有效的掩蔽作用,提高低阶煤的疏水性,促进其在气泡上的吸附;氢键对表面活性剂在低阶煤表面的吸附起最主要的作用,表面活性剂极性端官能团的种类及其与煤中含氧官能团之间的氢键作用强弱对表面活性剂的改性效果起决定性作用。 展开更多

关键词 表面改性 低阶煤 含氧官能团 吸附概率

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低阶煤显微组分含氧官能团的分布特征与差异 被引量：12

8

作者 何鑫 王文峰 +2 位作者 章新喜 杨奕涛 孙浩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2804-2812,共9页

含氧官能团组成是决定低阶煤显微组分分选策略及分离效率的关键因素,同时对其在后续加工转化过程中的反应活性具有重要影响,因此探明低阶煤显微组分中含氧官能团的分布特征与差异尤为必要。结合元素分析、XPS、^(13)C-NMR与化学滴定法... 含氧官能团组成是决定低阶煤显微组分分选策略及分离效率的关键因素,同时对其在后续加工转化过程中的反应活性具有重要影响,因此探明低阶煤显微组分中含氧官能团的分布特征与差异尤为必要。结合元素分析、XPS、^(13)C-NMR与化学滴定法等分析手段,分别从表面和内部结构层面探究了神华(富镜质组)与准东(富惰质组)低阶煤中显微组分的含氧官能团分布特征与差异。研究结果如下:元素分析结果显示准东煤显微组分的O含量高于神华煤,2种低阶煤镜质组的原子比O/C值均高于惰质组。但XPS测试中2显微组分的表面原子比O/C值十分接近,说明惰质组中含氧官能团相对集中在外表面,而镜质组的含氧基团则在外表面和内部孔隙的分布更加均匀。XPS定量分析结果表明C=O(羰基或O—C—O)与COOH分别为镜质组与惰质组表面特有的含氧官能团,而—O—与—OH分别为镜质组与惰质组表面主导型含氧基团。^(13)C-NMR测试结果显示,神华煤惰质组及准东煤显微组分中不同含氧官能团占比排序一致:芳香族含氧基团>羰基>COOH>脂肪族含氧基团,而神华煤镜质组中排序如下:芳香族含氧基团>脂肪族含氧基团>羰基>COOH。其中镜质组的COOH比例较低,而脂肪族含氧基团在惰质组中分布最少,甚至在准东煤惰质组中完全消失。化学滴定结果指出酸性含氧官能团更易富集在惰质组表面,不同酸性含氧基团的含量分布在具体显微组分类别中具有较大差异,其中准东煤惰质组具有突出的酚羟基含量。 展开更多

关键词 低阶煤 显微组分 含氧官能团 XPS 13 C-NMR

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含氧官能团对石墨烯/壳聚糖皮革涂饰剂性能的影响 被引量：11

9

作者 姚庆达 黄鑫婷 +3 位作者 王小卓 梁永贤 张自盛 左莹 《皮革与化工》 CAS 2021年第6期15-20,共6页

采用物理共混法制备了氧化石墨烯/壳聚糖、羧基化石墨烯/壳聚糖、羟基化石墨烯/壳聚糖皮革涂饰剂。研究结果表明:含氧官能团含量的增加有助于提高复合材料的分散性能。羧基含量的提升有助于提高复合材料的稳定性和物理机械性能,羟基含... 采用物理共混法制备了氧化石墨烯/壳聚糖、羧基化石墨烯/壳聚糖、羟基化石墨烯/壳聚糖皮革涂饰剂。研究结果表明:含氧官能团含量的增加有助于提高复合材料的分散性能。羧基含量的提升有助于提高复合材料的稳定性和物理机械性能,羟基含量的提升则有助于提升复合材料的分散性和甲醛清除性能。羟基化石墨烯/壳聚糖复合材料对2000 ppm甲醛的清除率可达92.8%,羧基化石墨烯/壳聚糖涂饰成革耐磨耗可达4级,耐干擦5级,耐湿擦4-5级。 展开更多

关键词 石墨烯/壳聚糖 含氧官能团 分散性 稳定性 甲醛清除性

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褐煤模型化合物中含氧官能团脱出反应的理论研究 被引量：8

10

作者 汤海燕 赵茂爽 +1 位作者 冯莉 曹泽星 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2370-2376,共7页

选取苯甲酸和苯酚作为褐煤含氧官能团模型化合物,采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP泛函和6-311＋G（d,p）基组,研究了羧基和羟基可能的脱出反应机理.结果表明,不同含氧官能团脱出方式不同,脱出所需的能量也有差异;含有羧基物质的自催... 选取苯甲酸和苯酚作为褐煤含氧官能团模型化合物,采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP泛函和6-311＋G（d,p）基组,研究了羧基和羟基可能的脱出反应机理.结果表明,不同含氧官能团脱出方式不同,脱出所需的能量也有差异;含有羧基物质的自催化交联脱羧是相对容易发生的反应;考虑到水分子对含氧官能团脱出的影响,选取甲酸和丙三醇作为褐煤含氧官能团模型,研究了水分子参与反应的过渡态结构及其反应活化能的变化,结果表明,反应中水分子作为质子传递介质能降低反应活化能,加快反应速率,一般1-2个水分子的催化效果较佳;同时研究了Na^＋,K^＋及其羧酸盐对丙三醇中羟基脱出反应过渡态结构和反应活化能的影响,表明Na^＋和K^＋均能与模型化合物形成络合物,稳定过渡态结构,降低活化能,其中Na^＋的催化效果更佳;与单纯的离子相比,K^＋羧酸盐催化效果变化不大,Na^＋羧酸盐催化能力降低幅度较大. 展开更多

关键词 密度泛函理论 含氧官能团 反应机理 活化能 褐煤模型化合物

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直接碳燃料电池活性炭制备的实验研究 被引量：6

11

作者 张居兵 仲兆平 +1 位作者 郭厚焜 金保昇 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期230-233,共4页

以KOH为活化剂,采用化学活化法对橡木锯屑制取活性炭进行了实验研究。考察了活化温度、碱炭比和活化时间对活性炭比表面积的影响,得到了制取活性炭的最优工况,随后对此工况下的活性炭先后使用HNO3浸渍和乙酸镍Ni负载。结果表明,最优工... 以KOH为活化剂,采用化学活化法对橡木锯屑制取活性炭进行了实验研究。考察了活化温度、碱炭比和活化时间对活性炭比表面积的影响,得到了制取活性炭的最优工况,随后对此工况下的活性炭先后使用HNO3浸渍和乙酸镍Ni负载。结果表明,最优工况下制备的活性炭比表面积为1967m2/g。HNO3浸渍可以增加活性炭表面含氧官能团的种类和含量,也能较大程度地降低活性炭的灰分,乙酸镍Ni负载后,活性炭体积电阻率降低了很多。 展开更多

关键词 活性炭 比表面积 体积电阻率 含氧官能团 直接碳燃料电池

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水浸风干过程对煤自燃特性影响的实验研究 被引量：6

12

作者 赵婧雯 王文才 +3 位作者 付鹏 王介良 高峰 薛佩峰 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2022年第6期37-43,共7页

为揭示水浸风干过程对煤自燃的宏观特性与微观结构变化的影响规律,实验研究了不黏煤原始煤样和长期浸水风干煤样的低温氧化特性,在不同浸水时长和粒径大小的条件下分析其氧化升温过程中的气体生成量及表观活化能,通过含氧官能团相对含... 为揭示水浸风干过程对煤自燃的宏观特性与微观结构变化的影响规律,实验研究了不黏煤原始煤样和长期浸水风干煤样的低温氧化特性,在不同浸水时长和粒径大小的条件下分析其氧化升温过程中的气体生成量及表观活化能,通过含氧官能团相对含量的变化规律及气体产生机理的分析,诠释了水浸过程对煤自燃氧化特性的影响方式。结果表明:CO和CO_(2)是煤氧化反应的主要气体产物,与原煤相比,经过90、180 d浸水后再风干的煤样,升温过程中的氧化气体生成量更大,在加速氧化阶段活化能分别降低2.72、35.74 kJ/mol,说明随着浸水时间的增加,煤的自燃倾向性会相应增强;—COOH、C=O分别是产生CO_(2)和CO的主要来源,水分对含氧络合物的形成起着重要的催化作用,导致水浸煤中含氧官能团的相对含量高于原煤,因而使水浸煤氧化性增强,并能产生更多的CO和CO_(2)。 展开更多

关键词 水浸风干煤 自燃特性 表观活化能 含氧官能团 反应机理

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油酸和Span80协同煤油对低阶煤的浮选强化及分子模拟计算

13

作者 刘凯歌 李钰炳 +2 位作者 李志红 栗褒 高建川 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期12-21,共10页

低阶煤表面含有较多含氧基团,可浮性差,采用传统煤油捕收剂不仅药剂消耗大,而且分选效果差。复配捕收剂可以选择性地作用于矿物表面,从而提升浮选效果。以内蒙古色连二矿选煤厂低阶煤为研究对象,考察了传统捕收剂煤油的作用效果,并在此... 低阶煤表面含有较多含氧基团,可浮性差,采用传统煤油捕收剂不仅药剂消耗大,而且分选效果差。复配捕收剂可以选择性地作用于矿物表面,从而提升浮选效果。以内蒙古色连二矿选煤厂低阶煤为研究对象,考察了传统捕收剂煤油的作用效果,并在此基础上引入含氧有机药剂油酸和Span80与其复配,考察复配药剂对低阶煤浮选的强化作用,并对其作用机理进行分析。结果表明:煤油-油酸和煤油-Span80复配药剂对实验煤样浮选均有促进作用。捕收剂用量为4000 g/t,起泡剂用量为800 g/t时,煤油-Span80复配药剂对应的精煤产率为83.17%,精煤灰分为11.78%,尾煤灰分为69.15%,可燃体回收率达到93.48%,浮选完善指标为42.18%。与煤油和煤油-油酸复配药剂相比,煤油-Span80复配药剂可显著提升尾煤灰分和可燃体回收率,达到了较为理想的分选效果。机理研究结果显示,油酸和Span80与煤油复配,可显著降低药剂在矿浆中的分散粒径,提高其与颗粒的接触概率;同时,油酸和Span80与煤作用,掩蔽了煤样表面的亲水基团,改善了煤样疏水性,使其更易在煤粒表面铺展。模拟计算发现油酸和Span80药剂的前线轨道能隙小于正十二烷(煤油)的前线轨道能隙,煤油-油酸和煤油-Span80复配药剂与煤表面的相互作用能大于正十二烷(煤油)与煤表面的相互作用能,表明复配药剂更具活性,更容易与煤表面发生吸附。 展开更多

关键词 低阶煤 复配捕收剂 含氧官能团 浮选 分子模拟

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水蒸气在褐煤孔隙中的吸附行为:试验研究与分子动力学模拟

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作者 王成勇 邢耀文 +3 位作者 王市委 陈鹏 李吉辉 桂夏辉 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期162-171,共10页

深入理解水在褐煤上的吸附是褐煤干燥提质技术的理论基础之一。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和低温氮吸附/脱附试验分析了褐煤的含氧官能团和孔隙结构,利用水蒸气吸附/脱附试验和分子动力学(MD)模拟探究了水蒸气... 深入理解水在褐煤上的吸附是褐煤干燥提质技术的理论基础之一。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和低温氮吸附/脱附试验分析了褐煤的含氧官能团和孔隙结构,利用水蒸气吸附/脱附试验和分子动力学(MD)模拟探究了水蒸气在褐煤孔隙中的吸附行为。研究结果表明:褐煤样品丰富的含氧官能团和较多的微孔、中孔(孔径约2 nm),为水蒸气提供了吸附位点和吸附场所。水蒸气在煤样上的吸附过程可分为3个阶段。第1阶段,相对蒸气压(P/P_(0))<0.21,水分子直接吸附于含氧官能团上,此时的吸附速度最大;第2阶段(P/P_(0)=0.21~<0.71),水分子与已吸附的水分子相互作用,促使水团簇逐渐生长;第3阶段(P/P_(0)≥0.71),水团簇填充孔隙,并发生毛细凝聚,此时的吸附速度略大于第2阶段。根据Dent模型对水蒸气吸附等温线的拟合结果,吸附类型属于多级吸附,包括初级吸附(第1阶段)和次级吸附(第2、3阶段)。初级吸附能(-48.77 kJ/mol)显著大于水的液化热(E L=-43.99 kJ/mol),而次级吸附能(-42.28 kJ/mol)略小于E L,表明吸附于褐煤的水呈液态。水蒸气脱附过程存在明显的脱附迟滞现象,表明水蒸气吸附稳定,较难去除,其中高压迟滞发生在P/P_(0)≈0.4~0.9,主要由毛细凝聚和“墨水瓶”效应引起;而低压迟滞发生在P/P_(0)<0.4,由水分子与含氧官能团间强相互作用引起。MD模拟结果与水蒸气吸附/脱附等温线分析结果一致,水分子优先吸附在孔隙中,与孔隙壁的含氧官能团形成氢键,且其扩散系数(2.98×10^(-5)cm^(2)/s)与液态水的分子扩散系数相近。 展开更多

关键词 褐煤 孔隙结构 含氧官能团 水蒸气吸附 Dent模型 分子动力学模拟

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氧化/低阶煤浮选药剂研究进展及还原浮选的可行性 被引量：5

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作者 杨崇义 樊民强 +3 位作者 杨宏丽 李海鹏 薛中华 李志红 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2022年第5期40-47,共8页

随着我国优质煤炭资源储量日益减少,氧化/低阶煤的提质加工与综合利用势在必行。氧化/低阶煤难浮的主要原因是煤表面的氧化。氧化/低阶煤表面的含氧官能团极易与水分子形成氢键,使疏水有机质被水化层覆盖,降低煤泥的可浮性。通过改善药... 随着我国优质煤炭资源储量日益减少,氧化/低阶煤的提质加工与综合利用势在必行。氧化/低阶煤难浮的主要原因是煤表面的氧化。氧化/低阶煤表面的含氧官能团极易与水分子形成氢键,使疏水有机质被水化层覆盖,降低煤泥的可浮性。通过改善药剂制度、选择浮选方式,或对煤样进行预处理等,可以改善氧化/低阶煤难浮的问题。合适的浮选药剂能明显改善煤表面疏水性,提高煤泥浮选效率。相较于传统药剂,还原剂能够将含氧官能团还原为烃类。使用还原剂还原氧化/低阶煤表面的含氧官能团,理论上能根本解决氧化层问题,有效地提高浮选效率,此方法具有很大的应用潜力和广阔的应用前景,值得深入研究。 展开更多

关键词 氧化煤 低阶煤 浮选 还原剂 含氧官能团

原文传递

不同含氧官能团对煤润湿性影响的分子动力学模拟研究

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作者 王岩 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期114-120,共7页

为了探究不同含氧官能团对煤润湿性的影响规律,基于分子动力学(molecular dynamics,MD)理论,构建4个不同含氧官能团模拟系统(—COOH、—OH、—CO及—OCH 3),通过模拟接触角、分子相对体积分数、径向分布函数及相互作用能结果,详细分析... 为了探究不同含氧官能团对煤润湿性的影响规律,基于分子动力学(molecular dynamics,MD)理论,构建4个不同含氧官能团模拟系统(—COOH、—OH、—CO及—OCH 3),通过模拟接触角、分子相对体积分数、径向分布函数及相互作用能结果,详细分析含氧官能团对煤润湿性的影响规律。研究结果表明:模拟平衡后,在—COOH体系中水团簇的接触角为18.65°,相互作用能为-1049.19 kcal/mol,并形成371.64个氢键。在—OH体系中水团簇的接触角为25.37°,相互作用能为-563.83 kcal/mol,并形成178.03个氢键。在—CO体系中水团簇的接触角为30.10°,相互作用能为-444.25 kcal/mol,并形成58.34个氢键。在—OCH 3体系中水团簇的接触角为59.96°,相互作用能为-149.00 kcal/mol,并形成13.25个氢键。水团簇与不同含氧官能团体系的接触角越小,形成的氢键越多,相互作用能绝对值越大,对煤亲水性增强作用越好,这与分子相对体积分数和径向分布函数分析结果一致;不同含氧官能团对煤亲水性增强作用排序为—COOH>—OH>—CO>—OCH 3。研究结果可为研究煤表面润湿性及其应用提供相关参考。 展开更多

关键词 含氧官能团 煤润湿性 分子相对体积分数 径向分布函数 相互作用能 氢键作用

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热解预处理对昭通褐煤润湿性的影响机制

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作者 王成勇 安倩 +2 位作者 王市委 张谌虎 杨建发 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期10-18,共9页

褐煤的强亲水性为其加工和利用造成了许多不利影响,热解预处理是调控褐煤润湿性的有效方法之一。采用工业分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和接触角测量探究了热解预处理对褐煤润湿性的影响机制。热解预处理的温度分别为... 褐煤的强亲水性为其加工和利用造成了许多不利影响,热解预处理是调控褐煤润湿性的有效方法之一。采用工业分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和接触角测量探究了热解预处理对褐煤润湿性的影响机制。热解预处理的温度分别为200℃,300℃,400℃和500℃,时间分别为30 min,60 min,90 min和120 min。结果表明:热解预处理改变了褐煤的化学结构和组成,显著影响了褐煤的润湿性。褐煤的羧基在200℃时开始裂解逸出,并在300℃时基本消失;褐煤的酯基在300℃时开始裂解逸出,并在400℃时基本消失;而褐煤的C—O(醚键、酚和醇)的热稳定性较好,热解预处理后其相对含量略微增加;褐煤的芳碳率随着热解温度和时间的增加而增大,且芳香核尺寸在300℃时开始增大。如果使用热解预处理来减弱褐煤的亲水性,则应确保在较低温度下有足够的热解时间来去除褐煤的含氧官能团,而在较高温度下应使用较短的时间来防止褐煤的有机质过度损失。在300℃(120 min)或400℃(30 min)热解条件下,褐煤的亲水性含氧官能团(羧基或酯基)裂解逸出,且疏水性芳香核尺寸增大,从而使其亲水性显著减弱,接触角由原煤的44.00°分别增大为87.50°和85.75°。然而,在400℃(热解时间大于30 min)和500℃条件下,褐煤的有机质过度损失,导致矿物质或无机质的相对含量增加,使其亲水性仍然较强。 展开更多

关键词 褐煤 润湿性 热解预处理 化学结构 含氧官能团

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生物发酵前处理生物炭对亚甲基蓝的吸附研究 被引量：2

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作者 蔡成坤 魏红福 +1 位作者 刘希阳 王亚洲 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期80-86,共7页

原始生物炭由于比表面积小、官能团含量低,吸附性能受到影响。为提高生物炭的吸附性能,以棉秆生物质为基质,采用生物质微生物发酵前处理结合低温热空气碳化(TAT)技术制备高比表面积、高含氧官能团的生物炭,并通过扫描电镜(SEM)对发酵前... 原始生物炭由于比表面积小、官能团含量低,吸附性能受到影响。为提高生物炭的吸附性能,以棉秆生物质为基质,采用生物质微生物发酵前处理结合低温热空气碳化(TAT)技术制备高比表面积、高含氧官能团的生物炭,并通过扫描电镜(SEM)对发酵前后棉秆生物质的形貌进行表征,采用N_(2)吸附-脱附实验、傅里叶红外变换(FT-IR)、拉曼光谱对所制备生物炭的比表面积、官能团进行分析。结果表明,微生物发酵前处理所得的棉秆生物质表面附着大量微生物,微生物的分解作用破坏了生物质形貌结构,使所制备的生物炭的比表面积由0.01 m^(2)/g提高至20.53 m^(2)/g,C—O及其他含氧官能团含量大幅增加。吸附实验表明,微生物发酵前处理所得的棉秆基生物炭对亚甲基蓝(MB)的吸附容量为64.9 mg/g,是直接碳化制备的生物炭吸附容量的8倍;发酵前后棉秆生物质所制备的2种生物炭对MB的吸附均符合准二级动力学模型,其吸附过程受生物炭活性位点数和生物炭层状结构的控制;羟基在生物炭和MB之间的相互作用中起着关键作用,是主要的活性吸附位点。 展开更多

关键词 亚甲基蓝 生物炭 发酵 棉秆 含氧官能团

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接枝内酯基活性炭增强苯乙烯吸附性能研究

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作者 吴光宇 舒松 +1 位作者 张洪伟 李建军 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期390-398,I0007-I0009,共12页

活性炭以其丰富的孔道结构和高比表面积而在吸附苯乙烯废气上具有巨大的应用潜力,然而含氧官能团对弱极性苯乙烯的吸附作用机理尚未明晰。本研究通过酸浸渍法制备改性活性炭AC-S和AC-N,探究改性活性炭孔径结构、比表面积和含氧官能团的... 活性炭以其丰富的孔道结构和高比表面积而在吸附苯乙烯废气上具有巨大的应用潜力,然而含氧官能团对弱极性苯乙烯的吸附作用机理尚未明晰。本研究通过酸浸渍法制备改性活性炭AC-S和AC-N,探究改性活性炭孔径结构、比表面积和含氧官能团的演变规律及其对苯乙烯吸附性能的影响。结果表明,酸改性可以明显提高活性炭对苯乙烯的吸附量。通过吸附动力学、吸附等温拟合发现,活性炭改性前后均受物理吸附与化学吸附的复合作用影响,改性后活性炭更倾向于单层吸附。HNO_(3)改性活性炭(AC-N)的孔隙结构在苯乙烯有效吸附孔径范围内没有显著改变,表面含氧官能团含量增加提高了AC-N对苯乙烯的吸附性能。表面含氧官能团分析表明,内酯基是提高改性活性炭对苯乙烯吸附量的关键因素。密度泛函理论(DFT)计算表明,AC-N上的内酯基官能团与苯乙烯的乙烯基产生强相互作用,增强了苯乙烯在改性活性炭上的吸附。 展开更多

关键词 活性炭 吸附 苯乙烯 含氧官能团 密度泛函理论(DFT)

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神东低阶浮选精煤与尾煤表面亲水能力的XPS研究 被引量：5

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作者 屈进州 陶秀祥 +3 位作者 杨彦成 王市委 石开仪 柳泉洲 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第2期275-277,共3页

为了定量分析神东低阶浮选精煤和尾煤表面亲水能力的差异,采用X-射线光电子能谱仪(XPS)扫描了浮选精煤和尾煤样品表面的O、C、Si、Al元素,并对C1s谱图进行了分峰拟合,计算了煤粒表面的亲水能力(HA)。

关键词 低阶煤 X-射线光电子能谱 含氧官能团 亲水能力

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