Supramolecular Structure of Coals of the Metamorphism Series

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The molecular structure characteristics of brown and hard coals of the metamorphism series were determined using IR spectroscopy. Based on the data of X-ray diffraction analysis and the kinetics of swelling in solvents, their supramolecular structure and the mechanism of molecular diffusion in the organic mass of coals were studied. Relationships between the supramolecular structure and molecular composition indices were established, and the structure evolution in the series of coal metamorphism was considered. It was found that tetrahydrofuran and quinoline molecules penetrated into the bulk of the organic mass of most coals by molecular Fickian diffusion complicated by steric hindrances of the microporous structure.

About the authors

P. N. Kuznetsov

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; School of Petroleum and Natural Gas Engineering, Siberian Federal University

Email: kuzpn@icct.ru
Krasnoyarsk, 660036 Russia; Krasnoyarsk, 660041 Russia

A. V. Obukhova

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; School of Petroleum and Natural Gas Engineering, Siberian Federal University

Email: kuzpn@icct.ru
Krasnoyarsk, 660036 Russia; Krasnoyarsk, 660041 Russia

S. S. Kositsyna

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; School of Petroleum and Natural Gas Engineering, Siberian Federal University

Email: skositsyna@sfu-kras.ru
Россия, 660036, Красноярск; Россия, 660041, Красноярск

L. I. Kuznetsova

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: kuzpn@icct.ru
Krasnoyarsk, 660036 Russia

E. S. Kamenskii

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: kuzpn@icct.ru
Krasnoyarsk, 660036 Russia

B. Avid

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Mongolian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kuzpn@icct.ru
Ulan Bator, 14200 Mongolia

References

  1. Speight J.G. Handbook of Coal Analysis, 2nd Ed. John Wiley and Sons, 2015. 368 p.
  2. Van Krevelen B.D. Coal. Typology-Chemistry-Physics-Constitution. Amsterdam: Elsevier, 1993. 979 p.
  3. Кричко А.А., Гагарин С.Г., Макарьев С.С. // ХТТ. 1993. № 6. С. 27.
  4. Скрипченко Г.Б. // ХТТ. 2009. № 6. С. 7. [Solid Fuel Chemistry, 2009, vol. 43. № 6, P. 333. https://doi.org/10.3103/S0361521909060019]
  5. Walker P.L., Jr., Verma S.K., Rivara-Utrilla J., Davis A. // Fuel. 1988. V. 67. P. 1615. https://doi.org/10.1016/0016-2361(88)90204-9
  6. Prinz D., Pyckhout-Hintzen W., Littke R. // Fuel 2004. V. 83. P. 547. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2003.09.006
  7. Исмагилов З.Р., Шикина Н.В., Журавлева Н.В., Потокина Р.Р., Теряева Т.Н., Керженцев М.А. // ХТТ. 2014. № 4. С. 3. [Solid Fuel Chemistry. vol. 48, № 4, P. 215. https://doi.org/10.3103/S0361521914040053].https://doi.org/10.7868/S0023117714040057
  8. Nie B., Liu X., Yang L., Meng J., Li X. // Fuel. 2015. V. 158. P. 908. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.06.050
  9. Alexeev A.D., Vasilenko T.A., Ulyanova E.V. // Fuel. 1999. V. 78. P. 635. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(98)00198-7
  10. Liu T., Zhao Y., Noraei D. // Front. Earth Sci. 2021. V. 9. P. 1. https://doi.org/10.3389/feart.2021.785913
  11. Лапидус А.Л., Гюльмалиев А.М., Жагфаров Ф.Г., Яркова Т.А. // ХТТ. 2022. № 5. С. 32. [Solid Fuel Chemistry. vol. 56, № 5, P. 342. https://doi.org/10.3103/S0361521922330011]https://doi.org/10.31857/S0023117722050061
  12. Sperling L.H. Introduction to physical polymer science. New Jersey: Wily-InterScience. 2006. 845 p.
  13. Hall P.J., Thomas K.M., Marsh H. // Fuel. 1992. V. 71. P. 1271. https://doi.org/10.1016/0016-2361(92)90053-Q
  14. Ndaji F.E., Thomas K.M. // Fuel. 1995. V. 74. P. 842. https://doi.org/10.1016/0016-2361(95)00011-S
  15. Ndaji F.E., Thomas K.M. // Fuel. 1993. V. 72. P. 1525. https://doi.org/10.1016/0016-2361(93)90010-Y
  16. Aida T. // Energy and Fuels. 1991. V. 5. P. 79. https://doi.org/10.1021/ef00025a013
  17. Кузнецов П.Н. // ХТТ. 2013. № 6. С. 19. [Solid Fuel Chemistry, 2013, vol. 47, No. 6, P. 329. https://doi.org/10.3103/S0361521913060062]https://doi.org/10.7868/S0023117713060066
  18. Кузнецов П.Н. // ХТТ. 1998. № 3. С. 53.
  19. Кузнецов П.Н., Кузнецова Л.И. // ХTТ. 2008. № 6. С. 57. [Solid Fuel Chemistry, 2008, vol. 42, No. 6, P. 373. https://doi.org/10.3103/S0361521913060062]
  20. Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства угля. Киев: Наук. думка. 1988. 192 с.
  21. Lu L., Sahajwalla V., Kong C., Harris D. // Carbon. 2001. V. 39. P. 1821. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(00)00318-3
  22. Королев Ю.М., Гладун Т.Г., Гагарин С.Г. // ХТТ. 2003. № 2. С. 14.
  23. Sobkowiak M., Painter P. // Fuel. 1992. V. 71. P. 1105. https://doi.org/10.1016/0016-2361(92)90092-3
  24. Alcaniz-Monge J., Cazorla-Amoros D., Linares-Solano A. // Fuel. 2001. V. 80. P. 41. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(00)00057-0
  25. Solomon P.R., Carangelo R.M. // Fuel. 1988. V. 67. P. 949. https://doi.org/10.1016/0016-2361(88)90095-6
  26. Supalukhari S., Larkins F.P., Redlich P., Jackson W.R. // Fuel Process. Technol. 1989. V. 23. P. 47. https://doi.org/10.1016/0378-3820(89)90043-X
  27. Guillén M.D., Iglesias M.J., Domínguez A., Blanco C.G. // Fuel. 1995. V. 74. P. 1595. https://doi.org/10.1016/0016-2361(95)00139-V
  28. Li K., Khanna R., Zhang J., Barati M., Liu Z., Xu T., Yang T. // Energy & Fuels. 2015. V. 29. P. 7178. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5b02064
  29. Sfihi H., Legrand A.P. In: Advanced Methodologies in Coal Characterization. Amsterdam: Elsevier, 1990. P. 115.
  30. Кузнецов П.Н., Avid Budeebazar // Информ. Бюлл. Международное сотрудничество: Россия-Монголия о деятельности Российского фонда фундаментальных исследований Специальный выпуск. 2022. № 2. С. 36. URL: https://www.rfbr.ru/rffi/ru/ books/o_2130405 (дата обращения: 20.12.2022).
  31. Yoshida T., Maekawa Y. // Fuel Proc. Tech. 1987. V. 15. P. 385. https://doi.org/10.1016/0378-3820(87)90060-9
  32. Журавлева Н.В., Хабибулина Е.Р., Исмагилов З.Р., Потокина Р.Р., Созинов С.А. // ХИУР. 2016. Т. 24. С. 355. https://doi.org/10.15372/KhUR20160310
  33. Korolev Yu.M., Gagarin S.G. // Solid Fuel Chemistry. 2003. № 3. P. 11.
  34. Haenel M.W. // Fuel. 1992. V. 71. I. 11. P. 1211. https://doi.org/10.1016/0016-2361(92)90046-Q
  35. Popova A.N., Fedorova N.I., Ismagilov Z.R. // Coke and Chemistry. 2020. V. 63. P. 57. https://doi.org/10.3103/S1068364X20020088
  36. Скрипченко Г.Б., Никифорова Д.В. // ХТТ. 1996. № 3. С. 31.
  37. Solum M.S., Pugmire R.J., Grant D.M. // Energy & Fuels. 1989. V. 3. P. 187. https://doi.org/10.1021/ef00014a012

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (139KB)
Indexing metadata
3.

Download (157KB)
Indexing metadata
4.

Download (110KB)
Indexing metadata
5.

Download (474KB)
Indexing metadata
6.

Download (88KB)
Indexing metadata
7.

Download (60KB)
Indexing metadata
8.

Download (160KB)
Indexing metadata
9.

Download (142KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 П.Н. Кузнецов, А.В. Обухова, С.С. Косицына, Л.И. Кузнецова, Е.С. Каменский, Б. Авид

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».