煤基質表面官能團對二氧化碳及甲烷吸附性能作用規律的研究進展

張錦，張登峰，霍培麗，降文萍，楊振，楊榮，李偉，賈帥秋

?

煤基質表面官能團對二氧化碳及甲烷吸附性能作用規律的研究進展

張錦1，張登峰1，霍培麗1，降文萍2，楊振1，楊榮1，李偉3，賈帥秋1

（1昆明理工大學化學工程學院，云南昆明 650500；2中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西西安 710054；3太原理工大學礦業工程學院，山西太原 030024）

強化煤層氣CH4開采的深部煤層封存CO2技術能夠有效減少CO2的排放。由于煤基質具有的吸附性能是煤體吸附CH4及封存CO2的主要機理，且煤基質表面官能團對于煤體CO2和CH4吸附能力具有潛在的影響，因此本文闡述了表面官能團對煤體CO2和CH4吸附性能的作用及機理，歸納了煤基質表面官能團的修飾及表征方法，指出了煤基質表面官能團對CO2和CH4吸附作用規律的研究趨勢。分析表明：影響煤體CO2和CH4吸附性能的官能團主要包括含氧和含氮官能團；整體上，含氧官能團有利于CO2吸附，含氧官能團對CH4的吸附作用仍存在一定爭議，含氮官能團均有利于提升煤體CO2和CH4吸附能力；官能團表征方法包括化學分析法、程序升溫脫附、X射線光電子能譜、傅里葉變換紅外光譜和核磁共振波譜。為了深入研究煤基質表面官能團對其吸附性能的作用規律，后續需開展以下工作：建立更為真實的煤體結構模型，提高理論模擬研究工作的預測精度；強化實驗科學研究，彌補目前主要以理論模擬為研究手段的不足；優化煤體預處理方法，提高現有官能團表征方法用于煤基質官能團分析的精確度。……