| 利用SAXS表征不同变质程度煤纳米孔隙特征 |
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| 引用本文： | 刘阳,姚素平,汤中一.利用SAXS表征不同变质程度煤纳米孔隙特征[J].高校地质学报,2019,25(1):108. |
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| 作者姓名： | 刘阳 姚素平 汤中一 |
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| 作者单位： | 南京大学地球科学与工程学院,南京,210023;南京大学地球科学与工程学院,南京,210023;南京大学地球科学与工程学院,南京,210023 |
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| 摘 要： | 文章通过小角X 射线散射（SAXS） 的方法研究了自然演化系列不同煤级煤的纳米孔隙结构和分布特征。结果表明，
随着煤级的增高，孔隙表面分形呈多阶段变化： Ro＜0.89%，壳质组开始逐渐液化，发育大量孔隙，分形维数不断增大；
Ro 为0.9%~1.5%，因挥发分生油充填孔隙和原油沥青的芳构化等作用，而使微孔表面平整光滑，分形维数减小；Ro 为1.5%
~3.5%，镜质组裂解生气发育了大量纳米孔隙，分形维数再次增大；随后逐渐石墨化，表面分形再次降低。煤中纳米级孔
隙主要集中在50~100 nm 范围内。其中细介孔（2~10 nm） 体积百分比占0.21%~3.12%，中介孔（10~25 nm） 体积百分比占
5.06%~11.28%，粗介孔（25~50 nm） 体积百分比占21.06%~26.36%，大孔（50~100 nm） 所占体积百分比最大，高达
64.63%~68.36%。随着煤级升高，煤样的最可几孔径不断减小，最可几孔径由80 nm 减小到10 nm，减小的速度由缓到快；
中介孔和细介孔体积百分比不断增大，与成熟度分别呈对数和线性关系；粗介孔和大孔百分比不断减少，与成熟度呈对数
关系。最可几孔径变化也十分明显，在低煤化烟煤阶段时，随煤化程度增高最可几孔径略有下降（峰值处的孔径范围在
75~71 nm 内），中高煤化烟煤阶段时，随煤化程度的增高最可几孔径呈较明显的下降趋势（峰值处的孔径范围在78~53 nm
内），到无烟煤阶段时，其孔径则快速下降（峰值处的孔径范围在72~9 nm）。
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| 关 键 词： | 煤 小角散射 纳米孔隙 孔径分布 |
Characterization of Nanopore of Different Metamorphic Coals by SAXS |
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| LIU Yang,YAO Suping,TANG Zhongyi.Characterization of Nanopore of Different Metamorphic Coals by SAXS[J].Geological Journal of China Universities,2019,25(1):108. |
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| Authors: | LIU Yang YAO Suping TANG Zhongyi |
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| Abstract: | In this paper, the small-angle X-ray scattering (SAXS) is used to study the structure and distribution characteristics of
nanopores in the coals of a natural evolution series. Our results show that, with the increase of coal rank, the pore surface fractal changed
in multiple stages: Ro < 0.89%, the exinite began to liquefy gradually, developing a lot of pores, and the fractal dimension increased
continuously; 0.9%
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| Keywords: | coal SAXS nanopores pore size distribution |
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