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| 1 | 煤嵌布结构模型理论显示文摘虽然人类认识和利用煤的历史已十分久远,但有关煤结构的研究仍没有获得广泛认可的理论突破,煤结构理论仍需要煤化学工作者的持续努力探索.论文基于'模糊/精细论'观点,利用'自然类聚'的全组分分类法对煤进行'种属'划分和精细解析,将原先提出的煤嵌布结构模型理论进一步发展,构建了更为系统和精细的'适于全煤阶的煤嵌布结构模型理论',形成了较完善的有关煤组成结构的理论体系.论文综述了该理论建立的整个过程,并提供了部分主要的支持数据和分析测试结果,包括TEM,AFM,FTIR,GC/MS,MALDI/TOF/MS,DART/MSD以及分形分析等.所建立的煤嵌布结构理论充分兼顾了全煤阶煤的同一性与特殊性,在全煤阶范围反映了煤组成结构的本质,在宏观和微观两个层面初步解决了对煤组成结构的系统认知难题,为指导煤加工和转化利用技术提供了一条有价值和有意义的理论途径. | 秦志宏 | 2017 | 中国矿业大学学报2017，46，5： | 28 |
| 2 | 煤的黏结性来源及形成机理显示文摘通过对不同变质程度的两种煤所进行的CS2/NMP混合溶剂萃取与反萃取,实现了对煤中强黏结能力组分、弱黏结能力组分和不黏组分等族组分的分离.对各族组分进行了FTIR,GC/MS和黏结指数GR.I的分析测定,探讨了煤中黏结性的来源及形成机理.结果表明:不同变质煤的P4+P3族组分都具有极强的黏结能力,其GR.I值基本相同;有弱黏结能力的P1族组分的GR.I值大小则因煤种而有差异.决定煤黏结性大小的最主要因素是煤中的P4+P3族组分含量,其次是P1族组分含量,再其次是煤的变质程度(决定P1族组分的黏结能力大小).煤中的苯系列化合物、萘系列化合物、蒽与菲系列化合物和长链烷烃是煤黏结性的活性组分;它们有适度的分子结构和大小,使其在热解过程中主要生成胶质体液相;萃余煤具有大分子结构,热解时主要产生气相、焦油蒸汽和固相,不产生液相或液相很少.黏结性活性组分越多,热解时形成胶质体液相就越多,黏结能力也就越强. | 秦志宏 李兴顺 陈娟 张丽英 侯翠利 巩涛 | 2010 | 中国矿业大学学报2010，39，1： | 20 |
| 3 | 煤分子结构模型构建及分析方法综述显示文摘煤分子结构模型的构建对深入了解煤的燃烧特性和提高燃烧效率具有重要的理论价值.煤的化学组成和分子结构形态具有多样性和复杂性,系统全面地阐述煤分子结构模型的构建依据、机理及分析方法对分子模型构建具有重要意义.文章分析了煤的Fuchs,Given等经典分子结构模型特点及分子模型研究进展,梳理了物理分析法、化学实验法和溶剂抽提技术等煤分子结构模型表征方法和含氧官能团定量分析方法的研究进展,阐述了分子模拟技术、量子化学和13C核磁共振(13C NMR)预测法等分子模型构建、优化和验证方法.论文可为本领域研究者查阅和参考煤分子结构模型构建思路和方法提供便利. | 崔馨 严煌 赵培涛 | 2019 | 中国矿业大学学报2019，48，4： | 12 |
| 4 | 不同溶剂抽提下高阶煤的化学组成和结构变化显示文摘以山西长治霍尔辛赫矿贫煤为研究对象,对煤样分别进行了不同溶剂的抽提,并借助柱层析法和X射线衍射技术(XRD)对抽提物和抽余物进行了测试分析.结果表明:高阶煤进行溶剂抽提后,THF对煤样的抽提率最高,其次是CS2、丙酮和乙醇,苯的抽提率最低;除CS2抽提物中非烃类含量高于总烃含量外,其余溶剂的抽提物均表现为总烃含量大于非烃类含量,同时,随着抽提效果的增强,抽提物中非烃类化合物的质量分数逐渐增大;经溶剂抽提后抽余物的基本结构单元(BSU)的芳香层间距d002、堆砌度Lc和芳香层数N均表现出大于原煤微晶结构的规律,而延展度La在溶剂抽提后却呈现出小于原煤微晶结构延展度的特性. | 张硕 张小东 丁哲 郝宗超 赵家攀 | 2016 | 煤炭转化2016，39，3： | 11 |
| 5 | 溶剂改造下构造煤纳米级孔隙的差异性变化及机理显示文摘以山西霍尔辛赫采集的煤样为研究对象,采用有机溶剂(CS_2)、有机酸(CH_3COOH)、无机酸(HCl)、强氧化剂(ClO_2)分别对不同煤体结构煤进行溶剂改造实验,并借助于低温液氮吸附实验,探讨了溶剂改造下构造煤纳米级孔隙的变化规律,认为不同类型的溶剂作用促使不同煤体结构煤中的纳米级孔隙发生差异性变化,这种变化主要因溶剂改造下煤中小分子化合物、表面官能团以及矿物质的变化引起的.研究结果表明:随着煤体破坏程度的增加,各类溶剂的抽提(溶出)率均呈现出增大的趋势,且有机溶剂的抽提率要远大于无机溶剂的溶出率;不同溶剂作用后,煤的BET比表面积和BJH孔容显著增大.其中,有机溶剂作用下破坏程度较大的煤样开放孔数量大于破坏程度较小的煤样,而无机溶剂作用下仅在碎粒煤大孔径阶段开放孔数量明显增加;各类溶剂对煤样均具有一定的扩孔效果,特别是对小孔径段的扩孔效果最为明显.相比而言,有机酸、有机溶剂孔隙改造效果最为显著,无机酸、氧化剂不显著. | 张小东 郝宗超 张硕 杨延辉 杨艳磊 | 2017 | 中国矿业大学学报2017，46，1： | 10 |
| 6 | 溶剂萃取下构造煤的XRD结构演化特征显示文摘煤是一种短程有序、长程无序,且随着煤化程度的增加有序性增强、具有微晶或类晶态结构的沉积有机岩。在成煤过程中,地质构造的破坏作用使得煤发生不同程度的变形变质,引起煤的化学组成、微观结构发生变化,形成了不同煤体结构的构造煤。为了揭示构造破坏作用下,煤的微晶结构的变化特征,采用有机溶剂萃取的方法,对不同煤体结构的贫煤、气煤样进行了萃取。借助于X射线衍射(XRD)测试结果,探讨了煤样萃取前后的微晶结构的变化规律。研究发现:在溶剂萃取作用下,构造煤的萃取率所呈现的规律性变化并不因溶剂的种类、煤级的变化而改变,表现为溶剂萃取率均随着煤体破坏程度的增强而增大。室温条件下,溶剂的萃取并不足以改变高、低阶煤的微晶结构参数的对比关系,溶剂萃取前后均表现为贫煤的芳香层间距d002小于气煤,堆砌度Lc和芳香层数N大于气煤。进一步研究发现构造的破坏作用下,萃取后d002逐渐减小,Lc增大,而由于煤级的影响,以及溶剂的种类和渗入强弱不同,延展度La并没有表现出明显的规律性。 | 张硕 张小东 杨延辉 杨艳磊 | 2017 | 光谱学与光谱分析2017，37，10： | 9 |
| 7 | 煤炭分级利用新思路——事前分离与精准利用显示文摘煤炭作为一种重要的能源和资源,其主要利用方式仍限于近百年前甚至千年前所形成的技术基础:燃烧、气化、焦化和液化。借助石油先分离馏分再分别加工利用的思路,在发明萃取反萃取法分离煤族组分的基础上,提出“事前分离与精准利用”的煤炭分级加工利用新思路,即先将煤全组分在常压室温下分离成重质组、密中质组、疏中质组和轻质组四大族组分,再针对各族组分自身的组成结构特点及其所展现的特殊性质,施以针对性的精准加工利用,使其使用价值获得最有效发挥,提高煤炭的综合利用效益。根据这一思路,本文在前期构建的煤嵌布结构模型理论及炼焦煤结焦新机理的基础上,进一步总结了课题组近年来在族组分分级利用方面所展开的实验研究及进展,探究了各族组分在资源化利用方面的可能途径,讨论了具体的加工利用方法及其产品性能,具体包括由疏中质组制备泡沫炭及多孔电极材料、密中质组制备中间相半焦、密中质组制备膜分离材料的理论分析、实验验证和工艺条件研究等,以及通过这些族组分建立新的炼焦配煤方法的理论依据和实验结果。结果表明:萃取反萃取法第1次实现了煤炭有机质在使用前的聚类分离;分离出的族组分彼此性质差别巨大,甚至是煤炭产生某方面特性的源质组分,如密中质组是炼焦煤产生流动性及生成中间相的源质组分,疏中质组是炼焦煤产生膨胀性的源质组分等;对这些源质分别进行的加工和转化,初步实现了各族组分“各尽其才”的资源化精准利用目标;所获得的初期产品性能良好,加工工艺简单,过程稳定可靠;提出的“事前分离与精准利用”设想完全可行。 | 秦志宏 杨小芹 林喆 陈强 | 2020 | 煤炭学报2020，45，1： | 9 |
| 8 | 新峪焦煤的快速溶剂萃取研究显示文摘采用正丙醇溶剂对新峪焦煤进行100℃、8MPa下的快速溶剂萃取和溶剂沸点(97℃)、常压下的索氏萃取,对萃取物进行GC/MS分析,对萃余物进行FTIR分析.结果表明:快速溶剂萃取溶出物主要为中低碳正构烷烃、芳族类化合物和噻吩类化合物,溶出物的相对分子质量为142-296;索氏萃取溶出物主要为中高碳正构烷烃及长链脂肪酸或酯,溶出物的相对分子质量为228-426;在有限时间内,常压索氏萃取时溶剂只进入到较大微孔中,高压快速溶剂萃取时溶剂可同时进入大、小微孔中;快速溶剂萃取的优势在于提高了溶剂渗透率和渗透速率,但对可溶物的扩散速率贡献不大;较大微孔和较小微孔中嵌入的化合物分子大小或分子量的不同,是造成两种萃取方法不同溶出结果的内在原因. | 张露 秦志宏 赵翠翠 荣丽漫 李春生 张沛然 张丽芳 | 2014 | 中国矿业大学学报2014，43，4： | 9 |
| 9 | 煤的族组分形成机理研究显示文摘采用CS2/NMP混合溶剂和反萃取剂,将徐州夹河煤在常温常压下分离为萃余煤组分、沥青质组分、精煤组分和轻质组分四大族组分,通过扫描电镜(SEM)对混合溶剂萃取、反萃取过程进行了追踪研究,主要探讨了族组分中精煤组分和沥青质组分形成的微观机理.结果表明,精煤组分和沥青质组分均是以微纳米颗粒形式从煤大分子基质悬浮到萃取液中,两种颗粒在后续反萃取过程中均发生融并现象.以深灰色呈现的精煤组分颗粒在加入反萃取剂后,融并为网孔状或表层均一的块体;以灰白色(或亮白色)呈现的沥青质组分颗粒在加入反萃取剂前后由分散聚集变为高度聚集,进一步融并成表面极为光滑均一的块体,最后经历了合并和长大的过程,于少量NMP中重新分散成大小均匀的小球体. | 陈娟 秦志宏 刘皓 邓保炜 | 2013 | 煤炭转化2013，36，1： | 8 |
| 10 | New advances in coal structure model显示文摘Although human beings have come to understand and utilize coal for a very long history, no theoretical breakthrough in the study of coal structure has been made, which still needs continuous efforts of coal chemical workers. Based on the viewpoint of ‘vague/clear', the species classification and accurate analysis on coal were conducted by using the natural clustering all-component separation method. A more systematic and detailed coal embedded structure model theory which is suitable for coal of all ranks was developed from the previous one and a more complete theoretical system about the component and structure of coal was constructed. The whole establishment process of the theory was summarized and some of the main support data and analysis test results, including TEM, AFM, FTIR, GC/MS, MALDI/TOF/MS, DART/MSD, fractal analysis and so on were provided. The coal embedded structure theory fully considers both the identity and the particularity of all-rank coal, reflects the coal component and structure in the full range of coal rank, solves the systematic cognitive problem of coal component and structure on macro and micro level, and provides a valuable and meaningful theoretical approach for the coal processing and conversion technology. | Qin Zhihong | 2018 | International Journal of Mining Science and Technology2018，28，4： | 8 |
| 11 | 不同煤级煤四氢呋喃阶段萃取物的化学组成与动力学机制显示文摘为了探讨溶剂萃取过程中不同煤级煤的小分子化合物溶出行为及其机制,以四氢呋喃(THF)为溶剂,对褐煤、长焰煤、肥煤、贫煤和无烟煤进行了分次索氏萃取,借助于柱层析法和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),分析了不同分馏时间段各类煤的萃取率、族组成和化学组成的差异及其实质。结果表明:煤的萃取过程可划分为2个阶段,其中第Ⅰ阶段萃取速率远大于第Ⅱ阶段;相比于第Ⅰ阶段,第Ⅱ阶段的萃取物中烃类含量较低,非烃类含量较高;除了褐煤以外,随着萃取时间的增加,其他煤的萃取物中化合物的种类逐渐减少;各类煤的萃取物中,杂环化合物含量高且种类多,相比而言芳烃在中级烟煤萃取物中含量较高,而脂肪烃中长链烷烃在中低级煤萃取物中含量较大。 | 郝宗超 张小东 杨燕青 孙飞扬 | 2018 | 煤炭学报2018，43，10： | 8 |
| 12 | 全煤阶煤的正己烷分次萃取及萃取物分析显示文摘为探索煤中小分子化合物在整个煤阶中的赋存方式及溶出规律,采用正己烷溶剂对年轻褐煤至无烟煤八种煤样进行分次萃取,分析了一定时间段内各煤样萃取率的变化规律,并对各次萃取物进行GC分析.结果表明,煤中小分子化合物的三种赋存形态即游离态、微孔嵌入态及网络嵌入态,在整个煤阶中具有普遍规律性;不同煤阶煤的累积萃取率与累计萃取时间均服从对数函数关系;分次萃取率及总萃取率与碳含量均呈现'椅子'形曲线关系;正己烷可溶小分子化合物中的Ⅱ型分子最容易析出,Ⅰ型分子次之,Ⅲ型分子最难溶出,且Ⅰ型分子仅在烟煤中才有显现;煤的变质过程基本符合煤的三大变质反应过程即芳构化反应过程、裂解碎化加氢稳定反应过程和缩合反应过程的观点. | 李兴顺 秦志宏 张丽英 陈娟 李保民 蒋玢 | 2010 | 煤炭转化2010，33，2： | 7 |
| 13 | 童亭煤族组分的溶剂萃取及萃取物分析显示文摘采用正己烷、甲醇、丙酮和氯仿4种溶剂对童亭煤经CS2/NMP混合溶剂萃取和反萃取所分离的3个族组分(沥青质组分、精煤和萃余煤组分)进行索氏分级分次萃取,以FTIR和GC为分析测试手段,研究各组分萃取物的结构特征和其中小分子的赋存规律。结果表明:各族组分在不同溶剂中溶解能力差异显著,沥青质组分在正己烷中有很高的萃取率,而精煤则在丙酮中有大量物质被溶出,萃余煤在氯仿中表现出较高的可溶性;各族组分可溶物在溶出行为和组成结构上既有相似性又存在一定的差别;各族组分可溶物中均有小分子化合物存在,且这些GC可检测的小分子主要集中于一定的保留时间区域内;不同族组分中的小分子的赋存形态具有相似性,且这种赋存形态是影响小分子溶出行为的决定性因素。 | 侯翠利 秦志宏 陈德仁 陈娟 张丽英 李保民 | 2010 | 洁净煤技术2010，16，1： | 7 |
| 14 | Preparation and characterization of a composite membrane based on the asphaltene component of coal显示文摘Asphaltene-ceramic composite membranes were fabricated from ceramic supports and an asphaltene component, which was obtained from the separation of coal to give a kind of new carbonaceous precursor material. Using SEM and thermogravimetric analysis to measure the microstructure and properties of the asphaltene component allowed the porosity, permeability, and retention ratios to be determined. The results show that the asphaltene component can be regarded as a good carbon membrane precursor material because of its high carbon content and strong bonding capacity. When ceramic supports are impregnated with asphaltene colloid the asphaltene easily combines with the support surface and forms a good carbonaceous film after carbonization. Little of the asphaltene component permeates into the internal pores of the ceramic support. Although the number of coats applied to the substrate had little affect on the porosity of the asphaltene-ceramic composite membranes the permeability varied depending upon the number of times the substrate was treated. The way bubbles escape from the film, and the phenomenon of coalescence, as affected by different film thicknesses also seem closely related to the number of coats. A composite membrane carbonized at a final temperature of 600 °C is relatively dense and the permeability of Fe(OH) 3 colloid through it is very low. A membrane fired at 800 °C is porous and its permeability and retention of Fe(OH) 3 colloid are 88 L/(m 2 h MPa) and 85.3%, respectively when the trans-membrane pressure is 0.22 MPa. | Zhang Liying Qin Zhihong Li Xinyan Chen Juan Liu Peng Wang Xiaoyan | 2011 | Mining Science and Technology2011，21，3： | 7 |
| 15 | 基于煤疏中质组分的泡沫炭制备与机理显示文摘以煤萃取反萃取分离所获得的疏中质组分为原料,通过简单的炭化过程制备了泡沫炭并进行了石墨化处理.采用热重分析、傅立叶红外光谱、扫描电镜与透射电镜以及压汞仪等对原料的结构特征、热反应性质及产品特性进行了分析表征.结果表明,煤疏中质组因其在分离的同时并行发泡,形成微纳尺度下的泡状结构,且分子质量中等,灰分极低,有较强的黏结性能,是制备煤基泡沫炭的优良前驱体;经塑型和炭化后所制得的泡沫炭主要由球形'泡'和超薄'泡壁'构成三维立体结构,泡孔密集且连续排布,泡沫炭孔隙率最高可达81.32%.疏中质组中最主要的作用力是氢键作用,是导致萃取反萃取过程析出疏中质组分结构疏松并呈现泡状结构的最主要原因;疏中质组本身的微纳级泡状结构,使其成为炭化过程中生成的热解气体的聚集地,并由此推动泡孔不断长大,从而形成所需要的泡沫炭泡孔结构. | 秦志宏 常鹏 邓兵 陈航 卜良辉 周丽 | 2016 | 煤炭转化2016，39，4： | 6 |
| 16 | 煤族组分有机元素组成研究显示文摘以烟煤为研究对象,使用CS2/NMP混合溶剂和反萃取剂,将徐州夹河气煤、河南平顶山肥煤和山西介休焦煤在常温常压下分离为萃余煤组分、沥青质组分、精煤组分和轻质组分四大族组分,对各族组分的产率和有机元素组成进行了对比研究。 | 陈娟 秦志宏 孟宇 张永贵 | 2013 | 中国煤炭2013，39，7： | 5 |
| 17 | 三种煤中有机氯和溴的赋存形态及原理显示文摘依据煤全组分族分离方法——萃取反萃取法及煤嵌布结构模型思想,采用正己烷、甲醇、丙酮、氯仿、CS_2和THF六级溶剂对淮北童亭煤(HB)、徐州煤(XZ)和平顶山煤(PDS)各族组分进行分级分次索氏萃取,对各级萃取物进行GC-MS分析.结果表明:索氏萃取溶出物中有机卤化物的溶出行为主要发生在氯仿级的萃取过程中,其溶出物主要以脂基氯、芳基氯(溴)和杂环基氯化物4类卤化物为主,相对分子质量为94~250.其中,杂环基氯化物倾向分布于疏中质组和密中质组中,以较小微孔嵌入态和网络嵌入态赋存;芳基卤化物倾向分布于重质组中,以较小微孔嵌入态赋存;脂基氯化物在各族组分中没有倾向性,以3种赋存状态存在于各族组分中. | 郭伟 秦志宏 李春生 单良 | 2016 | 煤炭转化2016，39，3： | 4 |
| 18 | 超声波条件下煤中不同赋存形态小分子的溶出规律显示文摘采用CS2溶剂对童亭亮煤进行索氏萃取和超声萃取,用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)对相关萃取物进行分析.结果表明,超声场的介入明显地缩短了萃取时间,提高了萃取率;长链烯烃是网络态小分子溶出的重要标志;芳烃和含芳环类组分与煤微孔结构亲和性较强,而各类杂原子化合物、环烷烃和异构烷烃更容易以网络嵌入态存在;超声波的振动作用能有效地解开分子间的缠绕及交联,而超声波的空化作用加速了溶剂的传质速率,两者共同将网络嵌入态小分子的溶出时间提前了约600h. | 华宗琪 秦志宏 刘鹏 邓兵 李保民 | 2012 | 中国矿业大学学报2012，41，1： | 4 |
| 19 | 基于煤沥青质族组分的陶瓷-炭复合膜制备显示文摘以煤全组分族分离所得的沥青质族组分为新型前躯体材料,采用浸渍法在陶瓷支撑体上涂膜,再经干燥和炭化制备出陶瓷-炭复合膜,并主要考察了成膜条件对其性能的影响。结果表明:随着沥青质溶胶浓度、涂膜次数和浸渍时间的增加,复合膜孔隙率和水渗透率降低,对Fe(OH)3胶体截留效果增强;适当提高涂膜液温度和干燥温度,也能使复合膜更致密均匀,改善其孔结构和分离性能;根据对Fe(OH)3的截留结果,得到的最佳制备条件为:沥青质溶胶浓度为336.7g/L,浸渍涂膜2次,浸渍时间为35min,涂膜温度为55℃,干燥温度为80℃。 | 陈冬梅 秦志宏 李新艳 田誉娇 王迪 | 2012 | 化工新型材料2012，40，12： | 4 |
| 20 | ASE萃取对低、中阶煤增产生物气的研究显示文摘为研究有机溶剂萃取对不同煤阶煤生物气的增产效果,采用加速溶剂萃取法(ASE)分别对中阶煤与低阶煤进行预处理,对原煤预处理后所得残煤和萃余物进行微生物成气实验。通过改变ASE的条件参数,讨论不同萃取温度和萃取次数对煤萃取效果的影响,分析了不同煤阶的原煤、萃取残煤和萃余物的生物甲烷的产生途径及增产效果,对原煤、萃取残煤和成气后残煤进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,研究了煤中化学结构和官能团的变化。结果表明:ASE萃取的最佳条件是萃取温度为100℃,萃取次数为10次;中阶煤的萃取率为1.06%,低阶煤的萃取率为4.23%。在煤生物产甲烷过程中,第一阶段生成的甲烷主要是二氧化碳氢还原途径产出,而第二阶段产生的甲烷主要由乙酸发酵主导。ASE萃取后,中阶煤的残煤和萃余物的生物甲烷产量分别比原煤提高了38%和210%;低阶煤的残煤和萃余物的生物甲烷产量分别比原煤提高了17%和113%。低阶煤经ASE萃取后所得残煤和萃余物的甲烷产量均大于中阶煤的残煤和萃余物,分别高出了33%和4%。原煤经ASE萃取后部分芳环被打开,碳碳双键和羧基含量增加;萃取残煤经微生物作用后,煤中碳碳双键和羧基含量均减少。不同煤阶煤经萃取后明显提高了微生物的利用效率,增加了生物甲烷产量,该方法可为煤生物甲烷的增效研究提供一种新途径。 | 武俐 曹斌 李怀珍 罗永涛 刘兴勇 | 2022 | 煤炭科学技术2022，50，2： | 4 |
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