Struktura fizyczna węgli kamiennych w świetle badań spektroskopii EPR, ultradźwiękowej i optycznej

• Autorzy: Krzesińska M. , Pilawa B. , Pusz S.

Warianty tytułu

EN

Physical structure of coals studied by means of EPR spectroscopy, ultrasounds and optical microscopy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem przeprowadzonych badań było uzyskanie informacji dotyczących struktury węgli kamiennych o szerokim stopniu uwęglenia, przy zastosowaniu następujących fizycznych metod doświadczalnych: akustyka molekularna, mikroskopia optyczna i spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego. Wyznaczono wiele parametrów fizycznych: gęstość rzeczywistą, porowatość, prędkość ultradźwięków, dynamiczny moduł sprężystości, refleksyjność, parametry EPR. Zaobserwowano wyraźną zależność badanych parametrów struktury fizycznej węgli (kształt widm EPR, koncentracja centrów paramagnetycznych, prędkość ultradźwięków, zdolność odbicia światła, gęstość rzeczywista, porowatość) od stopnia metamorfizmu badanych węgli. Uzyskane rezultaty odniesiono do fizycznych modeli struktury węgla kamiennego.

EN

The aim of this study was to get information about coal structure within the wide rank using for the same samples the following physical methods: molecular acoustic, optical microscopy and electron paramagnetic resonance spectroscopy. Various physical parameters: true density, porosity, ultrasonic velocity, dynamic elastic modulus, reflectance and total concentration of paramagnetic centers were determined for coals of wide rank. Ultrasonic velocities measurements were performed using an ultrasonic tester CT1 (Unipan-Ultrasonic) based on the transmission method. The heads of 100 kHz were used. Microscopic studies were made using reflected light microscope Axioskop (Opton-Zeiss, Germany) with polarized light Lambda =546 nm, in immersion oil. The EPR spectra of the evacuated coal samples (10₄ Torr) were measured using an X-band (9,3 GHz) electron paramagnetic resonance spectrometer with magnetic modulation frequency of 100 kHz. True density was determined using a helium pycnometer type 1305 MicromeriticsŽ (USA). A clear dependences of coal structure parameters (shape of EPR spectra, concentration of paramagnetic centers, ultrasonic velocity, reflectance, true density, porosity) on carbon content of coals were observed. Obtained results were related to physical models of coal structure.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; spektroskopia EPR; ultradźwięki; mikroskopia optyczna

EN

coal structure; EPR spectroscopy; ultrasounds; optical microscopy

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2004
• Tom: Nr 2
• Strony: 64--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Krzesińska M.

• Zakład Karbochemii, Polska Akademia Nauk, ul. Sowińskiego 5, 44-121 Gliwice

autor

Pilawa B.

• Zakład Karbochemii, Polska Akademia Nauk, ul. Sowińskiego 5, 44-121 Gliwice

autor

Pusz S.

• Zakład Karbochemii, Polska Akademia Nauk, ul. Sowińskiego 5, 44-121 Gliwice

Bibliografia

• 1. Van Krevelen D.W., COAL Typology-Physics-Chemistry-Constitution, Elsevier, Amsterdam, 1993.
• 2. Jasieńko S., red., Chemia i fizyka węgla, Wyd. Pol. Wroc., Wrocław, 1995, rozdz. 6.
• 3. Bylicki A., Chemiczna i fizyczna struktura węgla, Mat. II Kongresu Technologii Chemicznej, Wrocław, 15-18.09.1997, t. V, s. 2040.
• 4. Marzec A., Macromolecular and molecular model of coal structure. Fuel Process. Technol., 1986, t. 14, s. 39.
• 5. Marzec A., Towards an Understanding of the Coal Structure: a Review. Fuel Process. Technol., 2002, t. 77-78, s. 25.
• 6. Czapliński A., (red.), Węgiel kamienny, Wyd. AGH, Kraków, 1994.
• 7. Krzesińska M, Effect of the solvents treatment on the elastic properties of the bituminous coal. Energy Fuels, 2001, t. 15, s. 324.
• 8. Krzesińska M., Averaged structural units in bituminous coals studied by means of ultrasonic wave velocity measurements. Energy Fuels, 2001, t. 15, s. 930.
• 9. Krzesińska M., Coal structure studied by means of molecular acoustics methods. Fuel Process. Technol., 2002, t. 77-78, s. 33.
• 10. Duber S., Pusz S., Kwiecińska B., Rouzaud J.N., On the optically biaxial character and heterogeneity of anthracites. Int. J. of Coal Geol., 2000, t. 44, s. 227.
• 11. Pusz S., Duber S., Kwiecińska B., The study of textural and structural transformations of carbonized anthracites. Fuel Process. Technol., 2002, t. 77-78, s. 173.
• 12. Pusz S., Kwiecińska B., Duber S., Textural transformation of thermally treated anthracites. Int. J. of Coal Geol., 2003, t. 54, s. 115.
• 13. Pilawa B., Trzebicka B., Więckowski A.B., Hanak B., Komorek J., Pusz S., EPR spectra of exinite, vitrinite and inertinite. Influence of microwave saturation and sample evacuation. Erdöl Kohle-Erdgas- Petrochemistry, 1991, t. 44, s. 421.
• 14. Pilawa B., Więckowski A.B., Lewandowski M., Application of EPR spectroscopy to the characterization of magnetic interactions in thermally decomposed coal. Magnetic Resonance in Chemistry, 1999, t. 37(13), s. 871.
• 15. Pilawa B., Więckowski A.B., Pietrzak R., Wachowska H., Oxidation of demineralized coal and coal free of pyrite examined by EPR spectroscopy. Fuel, 2002, t. 81 (15), s. 1925.