煤的拉曼光谱特征

苏现波^1,2，司青^1,3，宋金星^1,2

1. 河南理工大学能源科学与工程学院2. 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心3. 晋城水利勘测设计院

摘 要：煤具有石墨微晶的特性,对煤微晶结构及其演化的研究在煤岩学、煤化学和煤地质学等领域均有极其重要的意义。通过对不同变质变形程度的煤进行拉曼光谱测试,发现煤微晶结构及其演化与拉曼光谱特征之间存在密切关系:一级模区分出5个峰,分别为D₁^D₄峰及G峰谱带,芳构化及芳环缩合作用的增强均会导致峰位差（G-D₁）的急剧增大和半高宽比（G/D₁）的急剧减小,拼叠作用则使得峰位差开始减小,半高宽比降幅减缓;二级模可区分出3个峰,分别为2D₁峰、D₁+G峰与2G峰谱带,低煤阶煤3峰难以区分,高煤阶煤3峰独立出现。这些特征表明煤中的石墨微晶经历了从小到大、从无序到有序的一个演化过程。同一煤层峰位差和半高宽比的差异反映出软煤分层的煤化程度略高于硬煤。可见拉曼光谱是一种研究煤结构的有效手段。

关键词：煤;微晶结构;拉曼光谱;一级模;二级模;