Характеристика молекулярной структуры битуминозного угля Северного Китая методами рентгеновской дифракции, спектроскопии комбинационного рассеяния света и ИК-Фурье-спектроскопии

Битуминозный уголь широко применяют в различных целях, несмотря на ряд технологических проблем. Одна из причин этих проблем — сложность и неоднородность молекулярной структуры угля. В работе исследована молекулярная структура четырёх образцов битуминозного угля из шахт Северного Китая методами рентгеновской дифракции (XRD), спектроскопии комбинационного рассеяния света (Рамана) и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR). По данным XRD, средний латеральный размер (Lₐ), высота укладки (Lс) и межслоевое расстояние (d) в кристаллитной структуре образцов составляли 25,78–27,93 Å, 17,27–25,88 Å и 3,40–3,52 Å соответственно. По данным спектроскопии Рамана, значения Δ(G–D), I_D/I_G и Lₐ составляли 245,06–249,63 см⁻¹, 2,18–2,48 и 18,16–20,64 Å соответственно. Спектры FTIR показали наличие в образцах кислородсодержащих, алифатических, ароматических и гидроксильных функциональных групп. Результаты свидетельствуют о низкой степени упорядоченности микрокристаллических структур и низкой ароматичности всех четырёх образцов. Наибольшую долю составляли кислородсодержащие функциональные группы, за ними следовали ароматические и алифатические структуры, а затем гидроксильные группы. Результаты исследования могут быть полезны для дальнейшего изучения молекулярной структуры битуминозного угля и понимания таких его свойств, как смачиваемость и структура пор.