基于AFM,SEM和LP-N2GA的不同级别的煤的表面纳米孔形态的自动识别和量化
Dun Wu1,2, Jianghao Wei1, Shoule Zhao1
1Key Laboratory of Intelligent Underground Detection Technology, College of Civil Engineering, Anhui Jianzhu University, Hefei, China.
Journal of microscopy
|August 26, 2025
概括
煤层显著改变孔隙结构,影响气体吸附和储存. 增加煤炭等级可以改善孔隙形态,增加孔隙性,并提高甲开发和碳封存的适用性.
科学领域:
- 地球与环境科学
- 材料科学
- 地质化学
背景情况:
- 煤孔结构对于煤床甲吸附/迁移,碳储存和采矿安全至关重要.
- 传统方法难以分析毛孔形态和表面特性, 需要先进的技术.
研究的目的:
- 系统地分析煤层变化对孔隙结构及其演变的影响.
- 研究孔腔形态,表面特性,以及它们与煤层的关系.
主要方法:
- 使用的多尺度技术:原子力显微镜 (AFM) 用于3D纳米孔形态,扫描电子显微镜 (SEM) 用于中/微孔,以及低压气吸附 (LP-N2GA) 用于孔径分布.
- 分析的煤炭范围从中易挥发的石到炭石.
主要成果:
- 煤层的增加导致表面粗度降低,孔数增加,孔径平均降低,孔形态从不规则变为圆形,孔隙性增加.
- 纳米环结构的数量随着煤层的增加而增加和直径减少,这反映了进化表面形态的趋势.
- 结合AFM和LP-NGA强调了微孔在气体吸附中的作用.
结论:
- 煤层对孔隙结构特征,特别是纳米结构和表面形态有深远的影响.
- 这些发现为CBM开发,CO2地质封存,基于煤炭的功能材料和矿山安全提供了理论基础.


