油页岩干酪根表面碳结构分析-东北电力大学.PDF

第37卷第1期　 东 北 电 力 大 学 学 报 Vol.37,No.1 2017年2月 Journal Of Northeast Electric Power University Feb. ,2017 - - - 文章编号:1005 2992(2017)01 0012 06 油页岩干酪根表面碳结构分析 刘　 奇,王　 擎,叶江彬,王智超,柏静儒 (东北电力大学 能源与动力工程学院,吉林 吉林 132012) 摘　 　 　 要:利用XPS技术对我国五个地区油页岩干酪根表面碳结构进行了定性和定量分析,揭示了 13 碳元素在表面结构中的赋存形态和分布特性,并将XPS分析结果与文献中 C NMR分析结果进行了对 - - - - 比。 XPS结果表明,五个地区油页岩干酪根表面结构中均存在4种形态的碳:C C/ C H、C O/ C OH、C = - = - - - - O和O C O。 其中,C C/ C H 的相对含量是最高的,达到75%以上。 较低含量的C C/ C H和较高 - - - = 含量的C O/ C OH和O C O出现在MMK和LKK表面,表明二者沉积环境的氧化性要高于其它干酪 13 - - 根。 对比结果表明,XPS和 C NMR对干酪根中C C/ C H均具有较好的分析能力,而在含氧碳官能团 的分析上XPS具有更强的解析能力。 13 关 键 词:干酪根;碳结构;XPS; C NMR 中图分类号:TQ530　 　 　 　 文献标识码:A - 油页岩又称油母页岩,是一种含有机质(通常约15% 50%)的沉积岩,一般属于高矿物质的腐泥 [1] 煤,为低热值固体化石燃料,其色浅灰至深褐 。 我国油页岩资源丰富,已查明储量为7199.37亿t,折 [2] 算成页岩油,储量达476.44亿t 。 油页岩中含有两种有机质,一种为干酪根,在沉积岩中这部分有机 质被定义为不溶于有机溶剂;另一种为沥青,定义为溶于有机溶剂,但这部分有机质在油页岩中的含量 [3] 是很小的 。 干酪根是油页岩热解生成页岩油的主要来源,碳结构是油页岩干酪根微观结构的骨架。 对干酪根碳骨架结构的深入分析有助于了解干酪根热解生油的机理,同时也可以为干酪根微观结构模 型的建立提供重要依据。 [4,5] X射线光电子能谱(XPS)是表面分析中最有效、应用最广的分析技术之一 。 XPS 的优点在于 表面灵敏度高,可以对样品表面上除H和He 以外的所有元素进行定性和定量分析,易于对元素的化学 形态进行分析。 XPS技术属于直接分析技术,对样品破坏程度低,最大限度保持了样品的完整性。 此