關鍵詞:光譜學分析 結焦機理 織構 掃描電子顯微鏡 x射線光電子能譜
摘要:以焦爐上升管內壁結焦炭層為研究對象,采用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線光電子能譜儀(XPS)研究各結焦炭層的微觀形貌、元素組成及鍵合狀態,分析結焦炭層織構形成及演化規律。SEM研究表明,焦爐上升管內壁各結焦炭層形貌呈現較大的差異性,1#結焦炭層呈現0.1~1.0μm顆粒化炭顆粒松散堆疊的多孔結構,2#和3#結焦炭層呈現粒徑為1.0~3.0μm的炭顆粒堆積形貌且致密性有所提高,4#結焦炭層呈現大量花紋狀致密結構。以上現象可說明結焦炭層的形成過程為:首先由荒煤氣中多環芳烴形成0.1~1.0μm的顆粒狀初級炭層,顆粒狀初級炭層在荒煤氣粉塵中金屬元素(如Fe)的催化作用下相互反應,形成更為致密的1.0~3.0μm的中級炭層結構,中級炭層在高溫條件下進一步形成致密的終級炭層結構。XPS分析表明,1#—4#結焦炭層含C量分別為91.78%,91.95%,92.74%和94.01%,含O量分別為5.58%,5.42%,4.39%和2.86%,C/O比分別為16.45,16.96,21.12和32.87,說明在炭層結構變化的同時,炭層中含氧基團在高溫及粉塵中金屬元素(如Fe)作用下發生脫除反應,使得炭層中宏觀C/O比逐漸升高。在此基礎上,通過對C元素鍵合狀態分峰發現,1^#—4^#結焦炭層中C—C/C—H結構含量分別為80.42%,78.00%,75.50%和81.29%,C—O/C—N結構含量分別為10.22%,11.93%,13.54%和9.35%,C=O/C=N結構含量分別為9.36%,10.07%,10.96%和9.36%。O元素鍵合狀態分峰發現,1^#—4^#結焦炭層中=O結構含量分別為20.40%,22.21%,19.93%,18.36%,—O—結構含量分別為24.60%,27.80%,31.35%,37.82%,O2/H2O結構含量分別為55.00%,49.99%,48.72%和43.82%。以上現象說明結焦炭層上發生如下化學變化:初級炭層中多孔結構會吸附荒煤氣中的氧氣(O2)和水分子(H2O)在高溫條件下對炭層進行氧化。脫除反應和氧化反應使得炭層中O元素在微觀鍵合狀態發生明顯改變,最終使得炭層中O2/H2O和=O結構含量降低,—O—結構含量升高。以上
光譜學與光譜分析雜志要求:
{1}參考文獻按“作者名,文稿名.期刊名.年份,卷數(期數):頁碼.”或按“作者名.書名.出版社名,年份:頁碼,”等標注。
{2}凡不同意編輯修改稿件者,請在來稿中注明。
{3}來稿務求論點明確,論據可靠,數字準確、文字精練。并具原創性,不侵犯他人著作權,稿件未投它刊,未在其它任何期刊(包括內部出版物)刊登或研討會上發表過(特約除外)。
{4}文題:要求簡潔、明了,準確反映論文的內容,一般不超過20個字。
{5}文章關鍵要素,需有英文摘要。
注:因版權方要求,不能公開全文,如需全文,請咨詢雜志社