Разделы сайта

Авторы: Дедовец Д.И., Бутузова Л.Ф., Шевкопляс В.Н., Дедовец И.Г
Донецкий национальный технический университет

Источник: Збірка тез доповідей ІІ Всеукраїнської науково практичної конференції з хімії та хімічної технології студентів, аспірантів та молодих вчених (26-28 квітня 2007 р., м. Київ)/укладач Жук Т.С. - К.:2007. - 247с.

РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ УГЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ СТЕПЕНЕЙ МЕТАМОРФИЗМА

Эффективное использование углей невозможно без четкого представления об их строении и зависящих от него свойств.
Интересной, на наш взгляд, задачей является не только изучение строения отдельно взятого образца угля, но и исследование того, как изменяется структура углей в результате протекания таких процессов как метаморфизм и пиролиз. Если изучение изменения структуры углей в процессе метаморфизма интересно больше с академической точки зрения, то знание того, как перестраивается вещество угля в результате пиролиза исключительно важно для оптимизации процесса коксования, а, следовательно, и для решения экологических проблем в данной отрасли.
Одним из методов, при помощи которых ведется изучение структуры углей, является рентгеноструктурный анализ.
В настоящее время нет единого мнения о методике описания результатов рентгеноструктурного анализа для такой сложной структуры, каковой является уголь и продукты его пиролиза. Дело в том, что надмолекулярную структуру углей в общем случае можно представить в виде комбинации двух составляющих имеющих существенно различные свойства – графитоподобной и алифатических фрагментов.
Нами проанализированы существующие методики обработки дифрактограм углеродистых материалов и обосновали критерий применимости различных видов описания.
Мы провели ряд исследований, в которых для различных образцов углей были применены различные методики описания дифрактограм, и на основе выработанного критерия была выбрана наилучшая.
Полученный в данном исследовании метод выбора оптимальной методики описания рентгенограмм графитоподобных материалов был применен нами для изучения того, какое влияние на надмолекулярную организацию углей оказывает стадия метаморфизма.
Для этого была набрана коллекция пробу углей различных марок: начиная от бурых и заканчивая антрацитами.
Как показали исследования, в процессе метаморфизма происходит постепенное уменьшение межъядерного расстояния d₀₀₂.
Следует отметить увеличение количества упорядоченных слоев в пачке и соответственно толщины пачки при увеличении степени метаморфизма. Эти явления в совокупности с уменьшением межъядерного расстояния можно объяснить увеличением степени упорядоченности структуры угля, приближением ее к кристаллической структуре графита. При увеличении степени метаморфизма от ароматических колец отщепляются боковые алифатические фрагменты, за счет чего уменьшается размер пакета. Одновременно это дает возможность ароматическим ядрам стать плотнее (отсюда и уменьшение межъядерного расстояния), а также объединиться в более высокие пакеты.