导读:本文包含了镜质组结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:镜质组,结构演化,甲烷吸附机理,孔隙结构
镜质组结构论文文献综述
刘宇[1]（2019）在《煤镜质组结构演化对甲烷吸附的分子级作用机理》一文中研究指出吸附态为煤层气(瓦斯)的主要赋存状态,煤吸附甲烷机理的研究对丰富煤层气成藏理论、指导煤层气高效开发、提升矿井瓦斯治理效果具有重要意义。论文针对煤中镜质组开展研究,旨在揭示煤化过程中煤镜质组吸附甲烷能力的演化机制,从分子层面阐明甲烷与镜质组大分子之间的作用机理。研究选取自然演化序列、人工热模拟序列两套不同成熟度镜质组样品,利用实验测试方法表征煤镜质组分子结构演化、孔隙结构演化、甲烷吸附能力演化,借助于分子模拟技术探究镜质组大分子吸附甲烷的作用机理,以实验验证计算结果,以计算解释微观机理,从分子级层面阐明了煤镜质组大分子结构演化对甲烷吸附的作用机制。论文取得了如下主要认识与成果:(1)利用高分辨率透射电镜、核磁共振、红外光谱等实验定量表征了不同成熟度镜质组芳香环化学结构特征及定向性特征,揭示了镜质组芳香环的演化规律,发现了3×3芳香环在中高煤级煤芳香环演化过程中的“纽带”作用;基于核磁共振数据、X射线衍射等数据,利用分峰拟合法半定量表征了镜质组脂肪结构演化特征、微晶机构演化特征;综合芳香结构演化及脂肪结构演化,建立了新的煤镜质组大分子结构演化模式,将R_(o,ran)=0.5%~R_(o,ran)=4.2%区间的镜质组结构演化划分为了五个阶段,进一步细化了煤镜质组大分子结构的演化特征及作用机制。(2)借助于高压压汞实验、低温液氮吸附实验、低温二氧化碳吸附实验等定量表征了自然演化序列样品、人工热演化序列样品孔隙结构特征,研究发现人工热模拟过程中微孔演化特征与自然演化过程中基本一致,而二者过程中介孔与宏孔演化存在较大差异;在此基础之上,研究基于煤镜质组大分子叁维结构模型利用“探针法”重构了微孔结构网络,并结合镜质组孔隙结构特征及分子结构特征,探究了镜质组中微孔的形成机理,发现了镜质组中微孔的形成与演化受控于镜质组大分子结构,阐明了煤化过程中微孔的“叁段式”演化机制;(3)利用分子模拟技术,从微观上阐明了甲烷吸附机理。模拟结果表明:甲烷在微孔中呈现“充填式”吸附特征,而在介孔与宏孔中呈现“双层式”吸附特征;孔径、压力不同,甲烷吸附能力对温度的响应不同,整体上孔径越大、压力越小,温度对甲烷吸附能力的减小作用越明显;煤镜质组各化学基团对甲烷吸附作用较为复杂,其表面势能及空间展布形式均对甲烷吸附能力有较大影响;研究结合镜质组分子结构、孔隙结构,构建了煤镜质组复杂分子结构控制下、复杂孔隙网络中甲烷吸附计算模型,厘清了各因素对甲烷吸附的影响,明确了微孔是煤镜质组大分子与甲烷相互作用的主要场所,为甲烷吸附能力的主要贡献者;(4)综合煤镜质组大分子结构演化、孔隙结构演化及甲烷吸附机理,探明了煤化过程中甲烷吸附能力的演化机制,从分子级层面揭示了煤镜质组大分子结构对甲烷吸附的作用机理;研究表明,煤镜质组大分子结构的演化主导着甲烷吸附能力的演化,镜质组大分子一方面提供了产生甲烷吸附的作用势能,另一方面控制着甲烷吸附的主要场所(微孔),同时,在不同阶段,煤镜质组大分子结构演化特征的不同也导致着甲烷吸附能力演变机制的不同。该论文有图116幅,表15个,参考文献218篇。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2019-06-01）
贾建波,王颖,李风海,仪桂云,曾凡桂[2]（2014）在《神东煤镜质组结构模型红外光谱的量子化学计算(英文)》一文中研究指出为了煤的洁净、高效和高附加值利用,需要从分子水平上了解煤的结构。在文献[5]中,作者以元素分析和13 C核磁共振为依据构建了神东煤镜质组(SV)的结构模型,所建模型的13 CNMR模拟计算结果能很好的和实验结果比对,为了进一步验证该模型的准确性,以半经验量子化学计算方法VAMP对SV模型结构的红外谱进行了计算。结果显示模拟计算得到的红外谱图与实验谱图相比峰形相似,但整个计算谱明显偏向高波数区域。经过对相关模型化合物的红外谱进行计算,其原因是半经验方法计算所得官能团结构的振动频率均高于实验测试结果。依此对SV结构模型的红外模拟谱进行修正,修正后实验和模拟谱图能很好地吻合,这进一步证实SV结构模型可以真实的反映神东煤镜质组的结构组成特点。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2014年01期）
贾建波[3]（2010）在《神东煤镜质组结构模型的构建及其热解甲烷生成机理的分子模拟》一文中研究指出随着我国可持续发展进程的加速,西部作为我国战略纵深的地位日益受到重视。西部煤炭资源占我国煤炭储量的40%,所以以西部煤炭资源为原料,生产多元化、科技含量高和附加值高的产品将是西部煤炭利用的合理方式。因此有针对性的对具有弱还原性质的西部煤进行煤化学基础研究和热转化技术基础研究,将对目前和今后西部煤炭资源的高效和洁净化利用都有重要的意义。本文以西部神东煤作为研究对象,利用浮沉离心法得到了其镜质组显微组分(SV),利用固体~(13)C CP/MAS NMR、计算机辅助分子设计(CAMD)、热重质谱(TG-MS)和分子模拟技术对SV结构特征和热解产物甲烷的生成机理进行了系统的研究,主要内容如下:1、采用固体~(13)C CP/MAS NMR测试技术对SV的结构特征进行了分析,结果表明,SV的芳香结构单元主要是以缩合程度为2的萘的结构为主,其余芳香结构单元则主要是苯环和含有杂原子的芳香杂环。2、基于~(13)C CP/MAS NMR测试结果并结合SV的元素分析和XPS分析结果,构建了SV的初始化学结构模型,利用ACD/CNMR preditor软件对SV的初始化学结构模型~(13)C NMR谱进行了模拟,根据模拟谱和实验谱的对比结果,对SV的初始化学结构模型进行了修正,得到了和实验结果拟合较好的SV化学结构模型。3、采用分子模拟(MM和MD)对SV模型能量最小化几何构型、弛豫过程和热处理下模型结构变化的可逆性进行了模拟,结果表明:由SV结构模型测得的微晶结构参数(d002,La,Lc) 3.83 (?), 12.6 (?)和8.09 (?)和由XRD测得的实验值3.85 (?), 12.3 (?)和8.52 (?)基本一致;在煤的大分子结构中起到稳定的凝聚整个大分子骨架的力主要来自于结构中的非成键能,而非成键能主要以范德华能为主;非成键能中的氢键能则主要来自于分子间的相互作用;结构模型中芳香层片之间以近似平行的方式排列,SV模型的密度模拟值为1.13g·cm~(-3)。弛豫过程模拟结果显示,温度升高到623 K时其结构发生了显着的变化;由温度引起的SV模型在结构上的变化是不可逆的。4、利用量子化学半经验方法(AM1)对SV结构模型的研究结果表明:醚键中和脂肪碳原子相连的C-O键、交联程度比较高的C-C以及和羰基碳原子相连的C-C键的活性比较高,在热解过程中容易发生断裂;SV结构模型中N、O及边缘甲基C原子都有较多的负电荷,而结构中的芳香碳原子所带电荷较少。5、在利用量子化学半经验方法(AM1)对SV和SI结构和反应活性分析基础上,对SV和SI的热解反应过程进行了描述。对于SV来说,初次裂解主要发生在煤结构中交联程度比较高的位置以及和羰基碳原子相连的C-C键;对于SI来说初次裂解主要发生在煤结构中和芳碳相连的β位C-C键及和羰基碳原子相连的C-C键。6、通过量子化学计算和TG-MS实验相结合的方法对SV热解产物甲烷的生成机理进行了系统分析,结果表明:甲烷的生成包含8种反应类型。(1)处于200℃左右的反应,主是煤中吸附甲烷的物理脱附;(2)处于300℃左右的反应,主要是甲氧基和部分β位脂甲基的脱除反应;(3)处于400℃左右的反应,主要是煤的大分子结构在解聚和分解反应中生成的自由基中间体通过β位裂解反应脱除脂甲基的反应;(4)处于460℃左右的反应,主要是煤结构中β位脂甲基的脱除反应;(5)和(6)是处于500℃-700℃之间的反应,该温度区间的前半段是煤结构本身自有的芳甲基和在400℃左右生成的芳甲基在氢自由基作用下的脱除及类似于1-甲基茚满结构的β位脂甲基的脱除反应,后半段则主要是煤结构在芳构化作用中生成的芳甲基在氢自由作用下的脱除反应;(7)处于800℃左右的反应是煤在经过前期热解后残留的芳甲基的直接脱除反应;(8)处于900℃-1000℃之间的反应,是煤热解过程中生成的H2和煤缩聚反应生成的类石墨结构活性位的反应。(本文来源于《太原理工大学》期刊2010-05-01）
郑仲[4]（2009）在《神东煤镜质组结构特征及其对CH_4、CO_2和H_2O吸附的分子模拟》一文中研究指出煤对CH_4、CO_2和H_2O的吸附特征是煤层气开发中最重要的基础理论问题之一。通常采用的研究手段是应用等温吸附实验得到吸附等温线并结合不同的方法和模型对吸附等温线进行研究,以获得煤对气体吸附特征的认识,但是该方法在煤对气体吸附的微观作用过程和机理方面的研究有明显的局限性。计算机分子模拟从统计力学基本原理出发,进行分子微观结构测定和宏观性质计算,是一种强有力的兼具理论研究和实验测定的手段。对煤与CH_4、CO_2和H_2O之间吸附作用的分子模拟,可以从空间结构和分子水平上真正了解煤与小分子的吸附行为和吸附机理,为煤层气的研究提供了一种新的研究途径和方法。本论文则以实验分析和计算验证的高挥发分神东煤镜质组(SV)大分子结构空间模型为基础,在COMPASS力场下,采用蒙特卡洛(GCMC)模拟技术研究了SV对CH_4、CO_2、H_2O和二元组分CH_4/CO_2的饱和吸附,以及273.15~323.15 K和0~15 MPa下SV对CH_4、CO_2和H_2O的单组分和二元混合组分的等温吸附,获得了以下认识:1.基于核磁共振(13C NMR)分析所得煤结构参数构建的SV平面模型,通过化学位移计算软件进行修改,并应用分子力学和分子动力学方法进行空间构型优化后,模拟红外(IR)数据与实验数据吻合较好,模拟SV密度是1.167 g/cm3,与实验数据也基本一致,表明SV空间构型是合理的。2.通过SV对CH_4、CO_2和H_2O单组分的饱和吸附模拟,得出如下结论:1) SV对CH_4、CO_2和H_2O单组分的饱和吸附量依次为19 moleculars /u.c.(138.408cm3/g),19 moleculars /u.c. (138.408cm3/g)和66 moleculars /u.c.。2) CH_4、CO_2和H_2O的吸附初期受控于能量效应(energic effecting),始于表面活性位;后期受控于堆积效应(packing efficting),吸附质之间产生分子间作用,H_2O分子排列呈现“…O-H…O”的氢键特征,CH_4的排列出现类似乙烷的交叉构象,CO_2则呈倾斜交叉排列,以使空间构象能量最低。3) SV对CH_4、CO_2和H_2O的平均吸附能分别为-16.8774 kJ/mol、-28.3004 kJ/mol和-31.4338 kJ/mol ,平均吸附能大小顺序为:H_2O>CO_2>CH_4,这与以往模拟结果是一致的。4) H_2O的吸附能组成以静电作用能为主;CH_4的吸附能组成以范德华能为主,并出现了少量键合能项;CO_2的吸附能组成由范德华能和静电能共同组成,范德华能比静电能高。3.通过SV对CH_4、CO_2和H_2O单组分等温吸附模拟,得出如下结论:1)相同温度压力下SV对CH_4、CO_2和H_2O单组分的模拟等温吸附量从大到小依次是:H_2O>CO_2>CH_4,模拟值高于实验值。2)各单组分等温吸附线呈现Ⅰ型等温吸附线的特征,可以用Langmuir等温吸附方程较好的拟合,Langmuir单层饱和体积VL从大到小依次是:H_2O>CO_2>CH_4,并与温度的变化呈现良好的线性负相关关系,PL的变化比较复杂。3) CH_4的两个Langmuir参数VL和PL与温度均呈现良好的线性相关关系,CO_2和H_2O则不然,表明CH_4是单分子层吸附。4)模拟得到的Langmuir参数VL与实验相比偏大,而PL偏小;平衡水分下的VL与实验相比偏小,而PL偏大,这主要由CH_4、CO_2和H_2O吸附机理的差异造成的。5) SV对H_2O、CH_4和CO_2的模拟等量吸附热分别为:44.450~62.136 kJ/mol、24.009~24.879 kJ/mol和32.134~33.828 kJ/mol,表明CH_4和CO_2的吸附属于物理吸附。6)在相同温度压力下,模拟等量吸附热从大到小依次是:H_2O>CO_2>CH_4,H_2O的模拟值和实验值吻合较好,而受SV较多侧链的影响使得CH_4和CO_2的等量吸附热模拟值比实验值偏大。7) H_2O的等量吸附热大体随温度的升高而降低,CH_4和CO_2的等量吸附热和温度之间变化关系显着性相对较差。8)由于吸附机理的差异,CH_4的等量吸附热和吸附量之间呈良好的负相关,CO_2也呈现负相关,只是显着性较CH_4的要低,而H_2O的等量吸附热和吸附量之间呈良好的线性正相关。4.通过SV对CH_4/CO_2二元混和体系的饱和吸附模拟,得出如下结论:1)在CH_4/CO_2二元混和体系下SV对CH_4和CO_2的饱和吸附量分别10 moleculars /u.c. (72.845 g/cm3)和10 moleculars /u.c. (72.845 g/cm3)。2)二元混和吸附初期各组分的吸附独立进行,受控于能量效应,混合吸附能等于相同吸附量的各单组分吸附能的和;后期堆积吸附CO_2可以进入到SV大分子网状空间中,形成“固溶”现象。3)吸附后期混合吸附能小于单组分的吸附能的和,减少的主要是范德华作用能。5.通过SV对二元体系CH_4/CO_2、CH_4/H_2O和CO_2/H_2O等温吸附模拟,得出如下结论:1)相同温度压力下,CH_4/CO_2体系中CO_2的模拟吸附量高于CH_4,这与实验结果是一致的;CH_4/H_2O和CO_2/H_2O体系中都是H_2O的模拟吸附量较高。2)竞争吸附作用的存在,导致二元体系下各组分的模拟吸附量小于同条件下的单组分吸附量。竞争吸附中吸附质的竞争优势次序依次是:H_2O>CO_2>CH_4,这与H_2O分子的极性较强有关。3)在二元体系CH_4/CO_2、CH_4/H_2O和CO_2/H_2O的竞争吸附中,温度的影响并不明显;同一体系下的混合吸附,压力增加有利于竞争吸附中处于强势的吸附质的吸附。4)竞争吸附中,处于强势的吸附质的等量吸附热与单组分等量吸附热的变化基本一致,而弱势吸附质的等量吸附热则高于单组分的等量吸附热,个中原因尚未清楚。这也导致CH_4/H_2O和CO_2/H_2O体系下CH_4和CO_2的等量吸附热高于单组分等量吸附热,与实验结果不一致。5)二元组分等温吸附量和小于单组分等温吸附量和,而等量吸附热和大于单组分等量吸附热和。CH_4/CO_2体系,二者呈一定的线性负相关关系;CO_2/H_2O体系,二者呈线性正相关关系;CH_4/H_2O体系,用指数拟合效果较好,可能和CH_4的临界压力有关。(本文来源于《太原理工大学》期刊2009-05-01）
韩美莲[5]（2006）在《中国西北地区两种镜质组结构及生烃特征》一文中研究指出应用热解-色谱/质谱及核磁共振(NMR)研究了中国西北地区两种镜质组的化学结构。研究表明SGM基质镜质体结构中亚甲基碳所占比例较大,热解产物中正构烷烃/烯烃对所占比例较高,而MYG均质镜质体脂肪碳部分甲氧基、甲基碳所占比例较大,热解产物中以酚类、烷基苯为主。两种镜质组不同的结构决定了其不同的生烃特征。SGM基质镜质体除了生成气态烃外,还可以生成一定数量的液态烃,而MYG均质镜质体则主要以生成气态烃为主。(本文来源于《山东科技大学学报(自然科学版)》期刊2006年03期）
刘大永[6]（2004）在《中国典型含煤盆地镜质组结构特征及生烃、同位素动力学研究》一文中研究指出近年来在中国西北地区一些中生界含煤盆地,如准噶尔东部盆地、吐哈盆地陆续发现了与煤及煤系泥岩有关的具有工业价值的油气田。但石炭二迭系煤系地层却没有迹象表明其有生油的可能。镜质组是煤岩的主要显微组分,同时氢指数与基质镜质体的含量或壳质体与基质镜质体的总量具有非常好的相关性。因而研究镜质组的结构特征及差异对于从分子水平认识煤成油的机制十分关键。本项研究、实验及结论如下: 1.本次研究选取了中国主要含煤盆地不同年代煤岩样品,通过手选的方式富集了镜质组样品,进行瞬时热解.色谱/质谱实验。热解产物主要为酚类、脂肪烃及芳烃。结果表明热解产率及组分随成熟度、亚显微组分及沉积环境的不同而有很大差别。相对于均质镜质体,基质镜质体热解产物中含有更为丰富的长链脂肪烃类而酚类产物则相对较少。而长链脂肪烃类在中国新疆地区侏罗系含煤盆地基质镜质体中最为富集。而相同成熟度的不同类型镜质组热解产物中酚类分布特征却较为相似,表明其可能具有相同母质来源。 此外,还对镜质组样品进行了不同条件下的瞬时热解实验。不同温度点瞬时热解实验结果表明随热解温度的不同,热解产物组分特征也有很大差异。随温度的升高,热解产物中脂肪烃所占比例不断降低。而分段热解实验中正构烷烃与正构烯烃的比例随温度的升高而不断降低,表明自350℃到650℃均有吸附烃的产生。甲基化热解实验表明镜质组结构中具有大量脂肪酸结构,而这些极性物质在常规热解色谱质谱实验中检测不到。 2.选取部分镜质组样品进行碳谱核磁共振实验以了解镜质组总体结构特征。研究表明基质镜质体中结构中油潜力碳,如亚甲基碳,在脂碳峰中所占比例相对较高,而均质镜质体脂碳结构则以气潜力碳,如甲基碳,甲氧基碳为主。而芳碳率(f_a)与R_O成正比,而与H/C原子比成反比。此外,不同结构碳对应不同的化学位移,文中通过这些不同范围内峰面积的比值组成的参数,如f_a、S_ox、f_(CO2H)以及f_(COH)来进一步研究镜质组总体的特征。结果表明S_(OX)对成熟度最为敏感。 3.以镜质组结构研究为基础,探讨了影响镜质组结构的控制因素。侏罗系富氢基质镜质体沉积于流水沼泽相,而均质镜质体则沉积于潮湿森林沼泽。通过与几种壳质体热解色谱质谱色特对比,可得出基质镜质体中类脂物最有可能来源于高等植物的类脂组分。 4.金管封闭体系热模拟条件下镜质组生烃动力学研究表明:活化能随镜质组类型、结构的不同而有很大差异。均质镜质体裂解活化能最高而基质镜质体活化能分布相对较低。而由不同类型镜质组裂解生成的甲烷均具有非常相似的碳同位素分布,热模拟早期δ~(13)C_1随温度的升高而下降,晚期逐渐上升,更高温度热(本文来源于《中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）》期刊2004-11-01）
镜质组结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了煤的洁净、高效和高附加值利用,需要从分子水平上了解煤的结构。在文献[5]中,作者以元素分析和13 C核磁共振为依据构建了神东煤镜质组(SV)的结构模型,所建模型的13 CNMR模拟计算结果能很好的和实验结果比对,为了进一步验证该模型的准确性,以半经验量子化学计算方法VAMP对SV模型结构的红外谱进行了计算。结果显示模拟计算得到的红外谱图与实验谱图相比峰形相似,但整个计算谱明显偏向高波数区域。经过对相关模型化合物的红外谱进行计算,其原因是半经验方法计算所得官能团结构的振动频率均高于实验测试结果。依此对SV结构模型的红外模拟谱进行修正,修正后实验和模拟谱图能很好地吻合,这进一步证实SV结构模型可以真实的反映神东煤镜质组的结构组成特点。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
镜质组结构论文参考文献
[1].刘宇.煤镜质组结构演化对甲烷吸附的分子级作用机理[D].中国矿业大学.2019
[2].贾建波,王颖,李风海,仪桂云,曾凡桂.神东煤镜质组结构模型红外光谱的量子化学计算(英文)[J].光谱学与光谱分析.2014
[3].贾建波.神东煤镜质组结构模型的构建及其热解甲烷生成机理的分子模拟[D].太原理工大学.2010
[4].郑仲.神东煤镜质组结构特征及其对CH_4、CO_2和H_2O吸附的分子模拟[D].太原理工大学.2009
[5].韩美莲.中国西北地区两种镜质组结构及生烃特征[J].山东科技大学学报(自然科学版).2006
[6].刘大永.中国典型含煤盆地镜质组结构特征及生烃、同位素动力学研究[D].中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）.2004