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.

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。

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。

冰晶石的温致相变及熔盐微结构的定量解析

本工作制备了NaF-AlF_(3)二元系中分子比CR=3的冰晶石晶体,构建了一系列铝氟团簇结构模型,运用显微共焦Raman光谱检测技术与第一性原理理论计算相结合,观察和研究了冰晶石从单斜-立方-六方晶系的温致相变过程,并对熔盐实验拉曼光谱进行散射截面校正、分峰解谱,分析了NaF-AlF_(3)二元体系中AlF_(4)^(-)(622-628 cm^(-1))、AlF_(5)^(2-)(555-560 cm^(-1))、AlF_(6)^(3-)(510~515 cm^(-1))等阴离子团簇的Raman特征峰位置,定量解析了冰晶石熔盐微结构中的多种阴离子团簇,其摩尔百分含量分别为AlF_(4)^(-)(2.7%)、AlF_(5)^(2-)(25.8%)、AlF_(6)^(3-)(40.4%)、F^(-)(31.3%)。