京西煤制备氧化石墨烯分子结构模型的构建与优化
唐跃刚1
陈鹏翔1
李瑞青1
郇璇2
徐靖杰1
樊江涛1
车启立1
1.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 1000832.英飞智信(北京)科技有限公司,北京 100102
摘要：随着煤基碳材料的发展,石墨烯及石墨烯氧化物等二维碳纳米材料已成为目前新型材料中重要研究领域并成为研究热点.为查明煤基氧化石墨烯的化学成分组成和分子结构特征,以北京西山矿区侏罗纪门头沟系的8号煤层无烟煤为碳源,对京西原煤样和脱灰样进行了工业分析和元素分析,京西煤属于品质较好的低灰、低挥发分和特低硫无烟煤,脱灰后京西无烟煤的灰分产率从初始的9.26％下降到0.65％,表明矿物得到了有效去除.利用改良的Hummers氧化还原法制备煤基氧化石墨烯,并对制备的氧化石墨烯进行了核磁共振碳谱(13 C-NMR)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X-射线光谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段测试.通过Origin软件对所得数据进行分析和图谱拟合,得到了所制备煤基氧化石墨烯产品的元素比和产品结构参数.研究表明:京西煤基氧化石墨烯的芳香结构以苯、萘、蒽和菲为主;脂肪碳以次甲基、环烷烃的形式存在,其中含氧官能团以酚羟基和醚氧基为主,还含有大量的羧基.在此分析数据的基础上,构建了京西煤基氧化石墨烯的分子结构模型,并运用13 C-NMR预测软件ACD/CNMR predictor对其进行了结构修正,所得到的GO-JX分子结构模型与试验核磁共振图谱较一致.
关键词：京西煤煤基氧化石墨烯分子结构分子模型结构优化
分类号：TQ53(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家自然科学基金(41872175)
论文发表日期：2021-06-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 126-134 )
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