模拟产气实验与预处理对煤结构的影响分析

"该研究通过傅里叶红外(FTIR)和X-射线衍射(XRD)技术分析了不同预处理方式（如酸氧化和白腐真菌降解）以及模拟产气实验对煤结构的影响。实验结果显示，经过这些处理后，煤样的芳香环结构受到破坏，层片间距增加，芳香层的数量减少，且在碳碳键断裂的地方引入了羟基等官能团。煤的大分子结构被降解，芳香结合程度降低，表明这些处理方法对低变质程度煤有显著的降解效果。" 本文是关于煤炭科学研究的一篇论文，发表在《煤炭学报》2013年第1期，主要探讨了如何通过不同的预处理手段改变煤的结构以促进生物甲烷的生成。研究中采用了两种主要的分析技术：傅里叶红外光谱和X-射线衍射。 傅里叶红外光谱(FTIR)是一种非破坏性的分子结构分析方法，能够检测煤中化学键的变化。在本研究中，它揭示了煤样经过酸氧化和白腐真菌降解处理后，煤的芳香环结构逐渐被打断，这表示煤的化学组成发生了变化。同时，FTIR分析还显示在碳碳键断裂的位置出现了羟基(-OH)等官能团，这可能意味着煤的表面性质发生了改变，增加了亲水性，有利于后续的生物转化过程。 X-射线衍射(XRD)则主要用于确定物质的晶体结构。在煤的研究中，XRD可以提供煤的矿物质成分以及煤的微观结构信息。实验结果显示，处理后的煤样中芳香层片的间距增大，这意味着煤的堆叠结构发生了松弛，可能增强了气体扩散的能力。同时，芳香层数的减少表明煤的大分子结构被降解，这可能有助于提高煤的生物甲烷生成潜力。 论文指出，所选择的白腐真菌降解方法对低变质程度煤的降解效果显著，这为生物甲烷的生产提供了新的可能性。低阶煤，即变质程度较低的煤，通常含有较高的有机质，更适合生物转化。通过生物降解，可以更有效地利用这类煤炭资源，降低其环境影响，并且有助于清洁能源——生物甲烷的生产。 该研究的成果对于理解和优化煤的预处理过程以提高生物甲烷产率具有重要意义，也为未来的煤炭资源利用提供了科学依据和技术支持。同时，这也提醒我们关注煤的结构变化如何影响其转化过程，以及如何通过调整处理条件来提高生物质能源的提取效率。