Химия твердого топлива, 2023, № 4, стр. 5-15

Особенности надмолекулярного строения углей ряда метаморфизма

П. Н. Кузнецов 12*, А. В. Обухова 12, С. С. Косицына 12**, Л. И. Кузнецова 1, Е. С. Каменский 1, Б. Авид 3

1 ФГБУН Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр СО РАН”
660036 Красноярск, Россия

2 ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет Институт нефти и газа
660041 Красноярск, Россия

3 Институт химии и химической технологии МАН
14200 Улан-Батор, Монголия

* E-mail: kuzpn@icct.ru
** E-mail: skositsyna@sfu-kras.ru

Поступила в редакцию 27.12.2022
После доработки 17.01.2023
Принята к публикации 30.03.2023

Аннотация

Методом ИК-спектроскопии определены показатели молекулярного строения бурых и каменных углей ряда метаморфизма. По данным рентгеновской дифракции и кинетики набухания в растворителях изучены особенности их надмолекулярного строения, механизма диффузии молекул в органической массе углей. Установлены связи надмолекулярного строения с показателями молекулярного состава, рассмотрена эволюция структуры в ряду метаморфизма углей. Показано, что проникновение молекул тетрагидрофурана и хинолина в объем органической массы большинства углей осуществляется путем молекулярной “фиковской” диффузии, осложненной стерическими ограничениями микропористой структуры.

Ключевые слова: угли, молекулярный состав, надмолекулярное строение, диффузия

Список литературы

  1. Speight J.G. Handbook of Coal Analysis, 2nd Ed. John Wiley and Sons, 2015. 368 p.

  2. Van Krevelen B.D. Coal. Typology-Chemistry-Physics-Constitution. Amsterdam: Elsevier, 1993. 979 p.

  3. Кричко А.А., Гагарин С.Г., Макарьев С.С. // ХТТ. 1993. № 6. С. 27.

  4. Скрипченко Г.Б. // ХТТ. 2009. № 6. С. 7. [Solid Fuel Chemistry, 2009, vol. 43. № 6, P. 333. https://doi.org/10.3103/S0361521909060019]

  5. Walker P.L., Jr., Verma S.K., Rivara-Utrilla J., Davis A. // Fuel. 1988. V. 67. P. 1615. https://doi.org/10.1016/0016-2361(88)90204-9

  6. Prinz D., Pyckhout-Hintzen W., Littke R. // Fuel 2004. V. 83. P. 547. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2003.09.006

  7. Исмагилов З.Р., Шикина Н.В., Журавлева Н.В., Потокина Р.Р., Теряева Т.Н., Керженцев М.А. // ХТТ. 2014. № 4. С. 3. [Solid Fuel Chemistry. vol. 48, № 4, P. 215. https://doi.org/10.3103/S0361521914040053].https://doi.org/10.7868/S0023117714040057

  8. Nie B., Liu X., Yang L., Meng J., Li X. // Fuel. 2015. V. 158. P. 908. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.06.050

  9. Alexeev A.D., Vasilenko T.A., Ulyanova E.V. // Fuel. 1999. V. 78. P. 635. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(98)00198-7

  10. Liu T., Zhao Y., Noraei D. // Front. Earth Sci. 2021. V. 9. P. 1. https://doi.org/10.3389/feart.2021.785913

  11. Лапидус А.Л., Гюльмалиев А.М., Жагфаров Ф.Г., Яркова Т.А. // ХТТ. 2022. № 5. С. 32. [Solid Fuel Chemistry. vol. 56, № 5, P. 342. https://doi.org/10.3103/S0361521922330011]https://doi.org/10.31857/S0023117722050061

  12. Sperling L.H. Introduction to physical polymer science. New Jersey: Wily-InterScience. 2006. 845 p.

  13. Hall P.J., Thomas K.M., Marsh H. // Fuel. 1992. V. 71. P. 1271. https://doi.org/10.1016/0016-2361(92)90053-Q

  14. Ndaji F.E., Thomas K.M. // Fuel. 1995. V. 74. P. 842. https://doi.org/10.1016/0016-2361(95)00011-S

  15. Ndaji F.E., Thomas K.M. // Fuel. 1993. V. 72. P. 1525. https://doi.org/10.1016/0016-2361(93)90010-Y

  16. Aida T. // Energy and Fuels. 1991. V. 5. P. 79. https://doi.org/10.1021/ef00025a013

  17. Кузнецов П.Н. // ХТТ. 2013. № 6. С. 19. [Solid Fuel Chemistry, 2013, vol. 47, No. 6, P. 329. https://doi.org/10.3103/S0361521913060062]https://doi.org/10.7868/S0023117713060066

  18. Кузнецов П.Н. // ХТТ. 1998. № 3. С. 53.

  19. Кузнецов П.Н., Кузнецова Л.И. // ХTТ. 2008. № 6. С. 57. [Solid Fuel Chemistry, 2008, vol. 42, No. 6, P. 373. https://doi.org/10.3103/S0361521913060062]

  20. Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства угля. Киев: Наук. думка. 1988. 192 с.

  21. Lu L., Sahajwalla V., Kong C., Harris D. // Carbon. 2001. V. 39. P. 1821. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(00)00318-3

  22. Королев Ю.М., Гладун Т.Г., Гагарин С.Г. // ХТТ. 2003. № 2. С. 14.

  23. Sobkowiak M., Painter P. // Fuel. 1992. V. 71. P. 1105. https://doi.org/10.1016/0016-2361(92)90092-3

  24. Alcaniz-Monge J., Cazorla-Amoros D., Linares-Solano A. // Fuel. 2001. V. 80. P. 41. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(00)00057-0

  25. Solomon P.R., Carangelo R.M. // Fuel. 1988. V. 67. P. 949. https://doi.org/10.1016/0016-2361(88)90095-6

  26. Supalukhari S., Larkins F.P., Redlich P., Jackson W.R. // Fuel Process. Technol. 1989. V. 23. P. 47. https://doi.org/10.1016/0378-3820(89)90043-X

  27. Guillén M.D., Iglesias M.J., Domínguez A., Blanco C.G. // Fuel. 1995. V. 74. P. 1595. https://doi.org/10.1016/0016-2361(95)00139-V

  28. Li K., Khanna R., Zhang J., Barati M., Liu Z., Xu T., Yang T. // Energy & Fuels. 2015. V. 29. P. 7178. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5b02064

  29. Sfihi H., Legrand A.P. In: Advanced Methodologies in Coal Characterization. Amsterdam: Elsevier, 1990. P. 115.

  30. Кузнецов П.Н., Avid Budeebazar // Информ. Бюлл. Международное сотрудничество: Россия-Монголия о деятельности Российского фонда фундаментальных исследований Специальный выпуск. 2022. № 2. С. 36. URL: https://www.rfbr.ru/rffi/ru/ books/o_2130405 (дата обращения: 20.12.2022).

  31. Yoshida T., Maekawa Y. // Fuel Proc. Tech. 1987. V. 15. P. 385. https://doi.org/10.1016/0378-3820(87)90060-9

  32. Журавлева Н.В., Хабибулина Е.Р., Исмагилов З.Р., Потокина Р.Р., Созинов С.А. // ХИУР. 2016. Т. 24. С. 355. https://doi.org/10.15372/KhUR20160310

  33. Korolev Yu.M., Gagarin S.G. // Solid Fuel Chemistry. 2003. № 3. P. 11.

  34. Haenel M.W. // Fuel. 1992. V. 71. I. 11. P. 1211. https://doi.org/10.1016/0016-2361(92)90046-Q

  35. Popova A.N., Fedorova N.I., Ismagilov Z.R. // Coke and Chemistry. 2020. V. 63. P. 57. https://doi.org/10.3103/S1068364X20020088

  36. Скрипченко Г.Б., Никифорова Д.В. // ХТТ. 1996. № 3. С. 31.

  37. Solum M.S., Pugmire R.J., Grant D.M. // Energy & Fuels. 1989. V. 3. P. 187. https://doi.org/10.1021/ef00014a012

Дополнительные материалы отсутствуют.