Применение методов комбинационного рассеяния и ядерного магнитного резонанса для исследования генезиса структуры углеродных наноматериалов природного происхождения

Abstract

Методами комбинационного рассеяния (КР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) ¹³С в матрицах ряда углей (от бурого до антрацита) идентифицированы трех-, двух- и одномерные полимерные компоненты. Описаны особенности структурно-функциональных преобразований углеводородных композиций, сопряженные с возрастанием степени метаморфизма. Особого внимания заслуживают данные, позволяющие по соотношению фрагментов =СН–, –СН₂– и –СН₃ объяснить эволюцию реакционной способности углей. Установлено, что размер упорядоченных кластеров в структуре антрацитов и суперантрацитов (содержащих максимальное количество углерода) наименьший в генетическом ряду углей.

Методами комбінаційного розсіяння (КР) та ядерного магнітного резонансу (ЯМР) ¹³С в матрицях ряду зразків вугілля (від бурого до антрацита) ідентифіковані три-, дво- та одновимірні полімерні компоненти. Описано особливості структурно-функціональних перетворень вуглеводневих композицій, вияв яких спряжений зі зростанням ступеня метаморфізму. Особливої уваги заслуговують дані, що дозволяють, зважаючи на співвідношення фрагментів =СН–, –СН₂– та –СН₃, пояснити еволюцію реакційної здатності вугілля. Встановлено, що розмір впорядочених кластерів у структурі антрацитів и суперантрацитів найменшій в генетичному ряду вугілля.

By using Raman and ¹³С nuclear magnetic resonance spectroscopy, the three-, two- and one-dimensional polymeric components in the matrices of series of coals (from brown to anthracite) were identified. The peculiarities of structure functional transformation of hydrocarbon composition associated with the increase of metamorphism were described. Special attention is devoted to the data that allow to explain the evolution of coal reactivity based on the ratio of fragments containing =СН–, –СН₂– and –СН₃ groups. It was established that the size of ordered clusters in the structure of anthracite and superanthracite, containing the maximum quantity of carbon, is the lowest in the genetic rank of coals.