不同燃烧程度木炭的FTIR 特征对煤中丝质体成因的指示意义
2023-10-21姚建国李鸿豆田泽奇王志勇石志祥赵存良刘帮军孙玉壮
郭 旭 ,姚建国 ,李鸿豆 ,田泽奇 ,王志勇 ,石志祥 ,赵存良 ,刘帮军 ,孙玉壮
(1.河北工程大学 地球科学与工程学院, 河北 邯郸 056038;2.河北省资源勘测研究重点实验室, 河北 邯郸 056038;3.中国矿业大学 资源与地球科学学院, 江苏 徐州 221116)
0 引 言
近年来,关于煤中丝质体的成因争议颇大,一种观点认为丝质体主要起源于森林大火,是由植物等有机质不完全燃烧形成的[1-2],另一种观点则认为丝质体也可以由氧化作用、生物作用或成岩作用形成[3-5],二者的主要差别在于形成过程中有机质受温度的影响不同。
傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术作为一种非破坏性的测试手段,能够很好的表征有机质化学结构受温度影响的变化特征,因此广泛应用于煤中显微组分和人工木炭组成特征的研究[6-7]。罗陨飞[8]利用FTIR 对原煤及煤中惰质组等显微组分的化学结构组成进行定性和定量分析,发现随着变质程度的升高,原煤及煤中惰质组的芳构化程度增大,且各类型的含氧官能团都有不同程度的降低。GENG 等[9]对多种煤的化学成分进行分析后发现,利用FTIR 技术得到的含氧官能团中羧基的含量与化学分析的结果一致,且FTIR 芳香结构中和脂肪结构中的CH 的面积比与核磁的结果一致。NISHIMIYA 等[10]对比分析FTIR 技术和X 射线衍射对木炭化学结构的表征结果,发现二者的结果基本一致。陈学榕等[11]对不同炭化条件下木炭的FTIR 研究结果表明,随着碳化程度的升高,木炭中芳构化程度逐渐升高。BUSTION 等[12]基于FTIR 技术研究了人工木炭和惰质组的反射率和化学成分的变化规律,发现不同温度下,木炭的化学成分和反射率均出现跳跃变化的现象,且都对应着不同官能团的变形振动。……
