澳大利亚烟煤热解的拉曼光谱研究

采用拉曼光谱考察了澳大利亚烟煤在常压、温度为298～1 473K条件下,不同热解气氛（Ar和N2）下的热解性能.结合AD/Aall 、AG/All、WG以及PG-PD等表征参数分析发现,澳大利亚烟煤的热解可以分为三个阶段：298～ 873 K为固有小分子和大分子键能较弱处断裂分解产生的小分子化合物的析出沉积和挥发;873～1 273 K为大分子化合物裂解挥发和炭化;1 273～1 473K为焦炭的石墨化.在N2和Ar气氛经1473 K热处理后,焦炭的不同杂化结构的碳相对含量呈现明显差异.不同保温时间下,其煤焦碳结构演变趋势相似,但保温时间越长,越有利于小分子挥发分在较低温度的挥发.

煤焦油的拉曼光谱表征和组分识别

用355 nm激光作为激发光源检测了煤焦油常温拉曼光谱;应用两种量子化学计算程序(Gaussian-DFT和ADF)模拟了占总量1%以上的15种煤焦油组分的拉曼光谱,模拟结果与实验光谱能较好匹配,并对振动模式进行了归属分析。研究表明,煤焦油组分主要由共轭六元环构成,其拉曼光谱特征谱带主要在1 660、1 420和1 265 cm-1附近,当共轭六元环成链式结构时,1 420 cm-1谱带特征明显;五元环嵌入共轭六元环链式结构会导致其拉曼光谱在1 265和1 660 cm-1谱带相对强度增大;五元环、杂原子基团和甲基侧链依附在共轭六元环上,则对组分的拉曼光谱影响不显著。

原位升温拉曼光谱研究煤和焦炭的结构

对煤样品和焦炭样品分别用355 nm激光拉曼光谱仪进行原位升温拉曼光谱测试,将煤和焦炭样品分别升温至1 473 K进行研究。通过谱图解析研究和分析了煤和焦炭原位升温热解过程中其内部结构的变化。

水溶液体系铝硅酸钠微结构的拉曼光谱和量子化学从头计算研究

选取了代表性水溶液体系铝硅酸钠的典型试样:铝酸钠溶液、硅酸钠溶液、铝硅酸钠溶液,分别测定了它们的拉曼光谱。构建了系列铝硅酸钠溶液微结构模型,应用量子化学从头计算方法优化了空间几何构型,并计算了其拉曼光谱,计算结果分别与相应试样的实验拉曼光谱进行对比。结果表明:在高浓度条件下,铝酸钠溶液中铝物种的主要存在形式是Al(OH)-4(Q0)和Al2O(OH)2-6(2Q1),低浓度时只存在Q0结构的铝酸根离子,以4Q0聚集态的四水合分子形式存在;在2.0M Na2SiO3溶液中,硅酸钠团簇结构可能的存在形式是四水合Na2H2SiO4;在铝硅酸钠溶液中,铝硅酸根离子的形态是由Si-O-Si和Al-O-Si键以不同铝硅原子配比相互连接形成的环状或链状结构。