聚集态结构热模拟演化特征HRTEM分析——以内蒙古伊敏煤为例 论文

以伊敏煤为研究对象，利用高分辨率透射电子显微镜对伊敏煤热模拟后4个不同温度点（384, 456, 528和600 ℃）产物的聚集态结构特征进行了详细研究，并通过热重质谱联用实验分析了伊敏煤热解过程中主要气态产物的析出特征。研究结果表明，伊敏煤热模拟过程中，芳香层片的长度、弯曲度、有序性、层间距及堆垛高度均随温度增加而发生阶段性变化，并且这些变化与热解过程中气态产物的生成密切相关。

在384~456 ℃阶段，1×1芳香层片数量增多，而较大尺寸的芳香层片减少。弯曲度为1.0~1.2的芳香层片增多，而较大弯曲度的芳香层片减少，有序性得到改善。这些现象可能与芳香结构内的羧基或其他含氧杂环裂解有关。与此同时，芳香层片的层间距减小，堆垛高度增加。

进入456~528 ℃阶段，芳香甲基或芳香甲基醚键开始断裂，生成甲烷，并导致新形成的芳香结构聚合。这一过程使得1×1芳香层片减少，较大尺寸的芳香层片增多，弯曲度为1.0~1.2的芳香层片减少，较大弯曲度的芳香层片增多，有序性继续提升，同时芳香层片的层间距进一步减小，堆垛高度增加。

当温度达到528~600 ℃时，煤的热解主要以小芳香层片的缩聚反应为主，生成大量氢气，因此1×1芳香层片数量显著减少，而较大尺寸的芳香层片显著增多。

对于更加详细的研究分析，您可以参考相关文献，如《伊敏煤聚集态结构热模拟演化特征HRTEM分析》，此文献提供了关于伊敏煤在不同温度下聚集态结构演变的深度探讨；关于煤热解模型预测，也可以通过《煤热解模型预测》获取更多信息，这些资源为进一步理解煤热解过程提供了科学依据。

Q1: 在伊敏煤的热解过程中，不同温度对芳香层片结构的影响有哪些科学解释？

Q2: 热重质谱联用实验如何帮助研究煤的热解产物？

Q3: 在热解过程中，如何通过控制温度来优化芳香层片的有序性？

Q4: 不同阶段生成的气态产物对工业应用有何影响？

Q5: 其他类型煤的热解过程中，是否也存在类似的结构变化模式？