Порівняння коефіцієнтів ароматичності вугільної речовини в процесі вуглефікації

Abstract

Стаття направлена на розробку нових підходів у дослідженнях молекулярної будови вугільної речовини. Підхід заснований на обчисленні коефіцієнта ароматичності вугільної речовини трьома паралельними незалежними фізичними методами: методом ядерного магнітного резонансу на ізотопі вуглецю ¹³С , електронного спінового резонансу парамагнітних центрів та інфрачервоної спектроскопії валентних коливань атомів водню в структурі вугілля різного ступеня метаморфізму. Перехресний аналіз отриманих даних показав, що зміни в молекулярній структурі вугільної речовини обумовлені глобальними вуглефікаційними процесами. Всі три структурні методи, прямо або опосередковано, розрізняють атоми вуглецю в системах спряження (sp² - гибридизація) та в sp³ -гибридизації. Незалежні фізичні методи дослідження показали, що під впливом геодинамічних чинників (тиск і температура) зміни в молекулярній структурі вугільної речовини відбуваються в одному напрямі.

Статья направлена на разработку новых подходов в исследованиях молекулярного строения угольного вещества. Подход основан на вычислении коэффициента ароматичности угольного вещества тремя параллельными независимыми физическими методами: методом ядерного магнитного резонанса на изотопе углерода ¹³С, электронного спинового резонанса парамагнитных центров и инфракрасной спектроскопии валентных колебаний атомов водорода в структуре углей разной степени метаморфизма. Перекрестный анализ полученных данных показал, что изменения в молекулярной структуре угольного вещества обусловлены глобальными углефикационными процессами. Все три структурных метода, прямо или опосредованно, разделяют углерод в системах сопряжения (sp² -гибридизация) от углерода в sp³ -гибридизации. Независимые физические методы исследования показали, что под влиянием геодинамических факторов (давления и температуры) изменения в молекулярной структуре угольного вещества происходят в одном направлении.

The article focused on the development of new approaches in the study of the molecular structure of coal. The approach is based on the calculation of the coefficient of coal substance aromaticity with three parallel independent physical methods: the method of nuclear magnetic resonance in the carbon isotope ¹³C, electron spin resonance of paramagnetic centers and infrared spectroscopy stretching vibrations of hydrogen atoms in the structure of coals of different metamorphic grade. Cross-analysis of the data showed that the changes in the molecular structure of coal substance caused by global carbonization processes. All three of the structural method, directly or indirectly, share the carbon in the conjugated system (sp² -hybridization) of carbon sp³ -hybridization. Independent physical studies have shown that under the influence of geodynamic factors (pressure and temperature), changes in the molecular structure of the carbon material go in the same direction.