Chemical characterization of microtexture transformation during plastic layer formation via synchrotron macro ATR-FTIR microspectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
This study investigates the mechanisms of microtexture development during coking and the influence of chemical structure transitions during plastic layer formation, using anisotropy quotient (AQ) colour-coded bireflectance mapping and synchrotron macro attenuated total reflectance Fourier transform infrared (macro ATR-FTIR) microspectroscopy. Plastic layer samples, including the plastic layer, resolidified layer, and semi coke regions, were produced from three Australian coking coals of varying rank via interrupted coking tests in a lab scale double wall heated coke oven designed to simulate practical coking conditions. AQ mapping revealed changes in microtexture components such as isotropic inert, incipient vitrinite, and lenticular and ribbon structures across the plastic layer samples. These microtextural transitions were correlated with spatial distributions of aromaticity, degree of aromatic ring condensation (DOC), and CH 2 /CH 3 , derived from macro ATR-FTIR mapping. During the transformation from the plastic layer to early semi coke, anisotropic content, particularly longer carbon structures such as ribbon and lenticular forms, increased more significantly in higher rank coals. For higher rank coals, incipient and circular structures formed during early resolidification exhibited low DOC and aromaticity but high CH 2 /CH 3 , suggesting extensive CH 2 crosslinking that may have facilitated subsequent carbon structure growth. With further coking toward the early semi coke stage, these structures evolved into more anisotropic microtextures, particularly ribbons and lenticular forms, accompanied by synchronised increases in aromaticity and DOC. In contrast, the lowest rank coal exhibited low CH 2 /CH 3 and DOC within circular and lenticular structures at the early resolidification stage, indicative of a higher content of residual methyl groups. These aliphatic residues likely acted as barriers to aromatic stacking and condensation, thereby constraining the development of ribbon and lenticular structures.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
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