热解温度和脱灰处理对褐煤半焦孔结构的影响及分形分析

采用低温氮气吸附法分析了胜利褐煤在低温(350℃~600℃)热解过程中孔结构的变化,研究了热解温度及脱灰处理对半焦的平均孔径、比表面积和孔径分布等孔结构参数的影响,并利用FHH(Frenkel-Halsey-Hill)模型,分别在相对压力为0~0.50和0.50~0.95内计算了不同的分形维数D_1和D_2,用以表征煤样的分形特征.结果表明:在热解过程中,半焦的比表面积与孔容积具有相同的变化趋势,与平均孔径呈相反的变化趋势;当热解温度高于500℃时,脱灰褐煤转化为半焦的过程中孔结构变得更为发达,比表面积和微孔孔容明显增大,孔径区间在0.45nm^1.58nm及2.65nm^10.00nm内的孔数量明显增加;FHH模型分析表明,半焦内存在两种变化趋势相反的分形维数D_1和D_2.D_1可以描述450℃之前脱灰褐煤半焦微孔表面的粗糙程度,D2可以反映出整个热解过程中脱灰褐煤的中孔孔容粗糙程度.

直链醇与水相互作用的理论研究

选取褐煤中含氧官能团片段直链醇为研究对象,采用密度泛函理论中的杂化泛函B3LYP方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,研究了甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇等与单个水分子之间的相互作用。从分子水平上计算了体系的相关结构参数、电荷分布以及结合能,运用AIM理论分析了体系的电子密度拓扑。结果表明:直链醇与单个水分子之间的相互作用主要是氢键,随着碳链的增长,羟基与水的结合能呈下降趋势,当链上碳原子数在4以后,结合能随着碳链的增长下降趋于平缓,最后稳定在19.0 k J/mol左右。结合能与氢键键长呈现良好的二次函数关系,同时结合能与氢键的电子密度成正比关系,氢键的电子密度反映了氢键的强度。