中低階煤納米孔隙結構的小角X射線散射研究

【摘要】：為了研究中低階煤的孔隙特征，本文以7種煤樣（R_(o，max)=0.30%～2.23%）為研究對象，進行低溫氮吸附和小角X射線散射（SAXS）測試，分析了散射強度校正后煤樣的q-I(q)曲線及Guinier曲線特征，并對得到的最可幾孔徑、比表面積、表面分形維數(D_(S))的變化規律進行研究。結果表明：伊敏16號煤30 nm以上的孔隙數量最多，平朔9號煤4 nm～30 nm孔隙最發育，其余5種煤樣微孔的發育程度隨煤階的增高而增大。隨變質程度增高，SAXS和低溫氮吸附得到的最可幾孔徑均呈下降趨勢，平朔9號煤因微孔大量發育，其最可幾孔徑最小。低溫氮吸附得到的平均孔徑、孔體積與最可幾孔徑的變化趨勢一致，反映了隨著煤化程度的提高，煤的物理結構逐漸趨于緊密化。隨變質程度增高，SAXS所得煤樣的比表面積呈先急劇減小后緩慢增大的趨勢，褐煤和氣煤比表面積較大，焦煤較小，當R_(o，max)1.5%時，低溫液氮吸附法所得比表面積的變化趨勢與SAXS法相近，當R_(o，max)1.5%時，呈相反趨勢，這與封閉孔含量增多有關。隨變質程度增高，兩種測試手段所得表面分形維數均呈“N”字型變化趨勢。