神府煤低温热解表面官能团与孔隙变化研究

本文主要探讨了神府煤在中低温热解过程中的表面官能团和孔隙结构变化规律。神府煤，以其丰富的资源和独特的特性，在能源行业中具有重要价值。研究选取了神木红柳林煤矿的原煤作为基础样本，并将其经过立式炉进行热解处理，生成半焦作为对比对象。通过采用氮气吸附法测量比表面积，扫描电镜观察微观结构，红外光谱分析官能团组成，以及X光电子能谱(XPS)技术深入研究表面化学键的变化，科学家们对原煤和半焦的性质进行了细致的对比。 实验结果显示，与原煤相比，热解后的半焦表现出显著的变化。首先，其比表面积增大，这表明半焦的表面积增加，可能有利于提高其在后续反应中的活性或催化性能。其次，半焦的孔隙结构更加发达，这意味着热解过程中可能产生了更多的微孔和大孔，这对气体吸附和渗透有着重要影响，对于煤气化和燃料生产具有重要意义。 在官能团方面，虽然半焦和原煤的官能团类型相似，但它们的含量存在差异。热解过程中，C-C和C-O键的数量增加，而C-H、C=O和O=C-O键则有所减少。这些变化可能反映了热解过程中的脱氢、脱氧和芳构化等反应，这些化学反应对半焦的物理化学性质和最终用途有直接影响。 此外，XPS数据提供了关于半焦表面化学环境的详细信息，它揭示了碳、氧和其他元素的价态变化，有助于理解热解过程中发生的化学反应和物质转化。 这项研究揭示了神府煤中低温热解过程中表面官能团和孔隙结构的动态变化，为优化煤的热解工艺、提升半焦性能以及煤炭资源的有效利用提供了科学依据。这对于煤炭工业的可持续发展和清洁利用技术的进步具有重要的理论指导意义。