- •Введение
- •1. Физико-химические методы анализа углей
- •2. Электронный парамагнитный резонанс
- •2.1. Парамагнетизм
- •2.2. Эффект Зеемана
- •2.3 Явление электронного парамагнитного резонанса
- •2.3.1. Квантовая интерпретация явления эпр
- •2.3.2. Классическая интерпретация явления эпр
- •2.4. Спектрометр эпр
- •2.5. Основные характеристики спектров эпр
- •2.5.1. G-Фактор
- •2.5.2. Тонкая структура спектров эпр
- •2.5.3. Сверхтонкая структура спектров эпр
- •2.5.4.Ширина спектральной линии
- •2.6. Модификация метода
- •3. Свободные радикалы в химических реакциях
- •4. Анализ форм линий электронного парамагнитного резонанса каменных углей
- •4.1. Материал и методика
- •4.2.Невыбросоопасный уголь.
- •4.3. Выбросоопасный уголь
- •4.4. Анализ спектров эпр антрацитов (при ослаблении свч-мощности 1 дБ)
- •5. Исследование процесса термической деструкции углей с помощью эпр-спектроскопии
- •6. Парамагнитные характеристики сернистых углей и шихт на их основе
- •Заключение
- •Список используемой литературы
Заключение
В данной курсовой работе был рассмотрен метод электронного парамагнитного резонанса углей. В связи со сложностью химического состава и строения такого природного высокомолекулярного соединения, как ископаемый уголь, для определения его молекулярной структуры и надмолекулярной организации необходим комплекс физических, физико-химических и химических методов исследования. Наиболее полную характеристику строения углей можно получить, используя электронный парамагнитный резонанс. Чувствительность стандартных приборов, применяющихся в химических исследованиях, обычно в 5—10 раз хуже, чем у приборов ЭПР. В случае частиц, дающих более широкие линии, абсолютная чувствительность падает. Однако, как правило, чувствительность метода остается на много порядков выше других способов обнаружения парамагнитных частиц, ведущих химические реакции. Преимущество метода ЭПР по сравнению с классическими статическими методами магнитных изменений состоит в том, что на результаты измерений не оказывает влияния диамагнетизм молекул системы. Именно это и обусловливает высокую чувствительность метода ЭПР. Чувствительность метода ЭПР заметно ухудшается в тех случаях, когда образец обладает большими значениями диэлектрических потерь или высокой электропроводностью. В первом случае чувствительность снижается за счет того, что значительная часть мощности СВЧ поглощается помимо резонансного эффекта. Это обстоятельство доставляет особенно большие неприятности при проведении исследований в водных средах, в том числе биологических объектов. Фактически при этих исследованиях приходится идти по линии уменьшения чувствительности. Метод ЭПР обладает совершенно исключительными возможностями для обнаружения и исследования строения парамагнитных активных частиц типа свободных радикалов и комплексов, а также для установления электронного строения парамагнитных ионов в самых различных соединениях. При этом в отличие от всех других методов исследования ЭПР позволяет не только обнаружить, измерить концентрации, идентифицировать свободные радикалы и установить их структуру, но и дает возможность решить такие ранее не доступные прямому эксперименту вопросы, как вопрос о степени и характере делокализации неспаренного электрона по парамагнитной частице, о силе его взаимодействия с различными ядрами в молекуле и с другими неспаренными электронами системы. Применение ЭПР остается одним из самых эффективным методов при анализе углей. .
Список используемой литературы
Саранчук, В.И. Надмолекулярная организация, структура и свойства угля /
В. И. Саранчук, А. Т. Айруни, К.Е. Ковалев. – Киев: Наук.думка, 1988. – 247 с.
Лазаров, Л.Е. Структура и реакции углей / Л. Е. Лазаров, Г. А. Ангелова. – София: изд.БАН, 1990. – 184 с.
Гагарин, С. Г. Формы кислорода в органической массе углей // Кокс и химия. – 2001. – № 10. – с. 16-23.
Касаточкин, В. И. Строение и свойства природных углей. – М.: Недра, 1975. – 158 с.
Попов, В. К. Использование ИК-спектроскопии для изучения структурного фрагмента углей, связанного со спекаемостью / В. К. Попов, В. И. Бутакова, Ю. М. Посохов, А. В. Галахов // Кокс и химия. – 2005. – № 2. – с. 4-7.
Вертц Дж., Болтон Дж., Теория и практические приложения метода ЭПР, М., 1975; Landolt-Bornstein, Numerical data and functional relationships in science and technology. New series, В., v. II/1, 1965-66.
Эмануэль, Н. М. Электронный парамагнитный резонанс. – Москва: Издательство Московского университета, 1985. – 280 с.
Керрингтон, А.. Магнитный резонанс и его применение в химии / А. Керрингтон, Э. Маклечлан. - М.: Мир, 1970.-260 с.
Блюменфельд, Л.А. Применение электронного парамагнитного резонанса в химии / Л. А. Блюменфельд, В. В. Воеводский, А. А. Семенов. - Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1962. – 80 с.
Альтшулер, С. А. Электронный парамагнитный резонанс. М.: Физматгиз, 1961. – 180 с.
Вертц, Дж. Теория и практические приложения метода ЭПР, М., 1976. – 260 с.
Липович, В. Г., Калабин, Г. А. Химия и переработка угля / В. Г. Липович, Г. А. Калабин. – М.: Химия, 1988. – 336 с.
Барковский, В. Ф. Физико-химические методы анализа / М., Высшая школа, 1972 . – 192 с.
Эмануэль, Н. М., Кузьмин М. Г. Электронный парамагнитный резонанс / Москва: Издательство Московского университета,1985. – 152 с.
Белоногое А. М., Богачев Ю. В., Волнягин Д. П. и др. Комплекс аппаратуры ЭПР для экспресс-анализа веществ.- В кн.: Современные методы ЯМР и ЭПР в химии твердого тела. Тез. докл. III Всесоюзного координац. совещания. Черноголовка, изд. ОИХФ АН СССР, 1982. - с. 111-113.
Куликовский В. Е. Датчик малогабаритного радиоспектрометра электронного парамагнитного резонанса // ПТЭ, 1980. - № 6 - с. 114-116.
Золотова, Ю. А. Основы аналитической химии. В 2 т. Т.2:учеб. для студ. учреждений О-753 высш. проф. образования / [Н. В. Алов и др.]; под ред. Ю.А. Золотова.— 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2010. — 416 с.
Пентин, Ю. А., Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии / М., Мир, 2003 г. – 163 c.
Соложенкин, П. М., Баратова 3. Р. Определение изотопного состава элементов методом ЭПР.— Деп. в ВИНИТИ 3 мая 1984 г. № 28449-84 Деп.
Линев, В. Н. Регистрация спектров ЭПР с переменной скоростью развертки магнитного поля / В. Н. Линев, В. В. Мочальский, В. А. Муравский В. // Вестник БГУ, сер. 1,1982. - № 3 - с. 8-12.
Инграм, Д. Электронный парамагнитный резонанс в свободных радикалах / М.: Изд-во иностр. лит., 1961. – 248 c.
Бервено В.П. Разделение сложного спектра ЭПР на узкую и широкую компоненты// Химия твердого топлива. - 1982. - № 1. - с. 57-58.
Бишоп, В. А. Теория и практические приложения метода ЭПР / М., 1981. – 182 с.
Скрипченко, Г.Б. Методология изучения молекулярной и надмолекулярной структуры углей и углеродных материалов // Химия твердого топлива. – 2009. - №6 - с. 7-14.
Фролков Г.Д., Фандеев М.И. , Малова Г.В. и др. Влияние природной механоактивации на выбросоопасноть углей // Химия твердого топлива. - 1997. - №5. - с. 8-10.
Васильева, Л. М., Бочкарёва К. И., Ширяева К. Н. Исследование фюзенов методом ЭПР // Химия твёрдого топлива. — 1972. — № 2. — с. 48–55.
Халикова, З. С. Комплексное исследование процесса термической деструкции углей центрального Казахстана // Химия твердого топлива. - 2008. - №7. - с. 8-11.
28. Камнева, А. И. Химия горючих ископаемых / М. : Химия, 1974. ⎯ 272 с.
29. Давыдова Т.А., Сухов В.А., Нешошивин Ю.Н., Луковников А.Ф. Образование парамагнитных центров при окислении бурого угля // Химия твердого топлива, 1978. ⎯ № 1. ⎯ c. 57−64.
30. Давыдова, Т.А. Образование парамагнитных центров при термической и термоокислительной деструкции бурого угля и их реакционная способность: Автореф. дис. канд. техн. наук: 02.00.03 / ИГИ. ⎯ М., 1980. ⎯ 26 с.
31. Larsen J.W., Kovac J. Polymer structure of bituminous coals // Organic Chemistry of Coal. ACS Symposium. ⎯ New-York (U.S.), 1978. ⎯ Series 71. ⎯ P. 36−49.
32. Speight G. Assessment of Structures in Coal by Spectroscopic Techniques. Anal Meth. Coal and Coal Prod. 1978, new York. ⎯ V. 2. ⎯ Р. 75−101.
33. Черепанова Е.С., Любченко Л.С., Луковников А.Ф. О парамагнетизме петрографических компонентов каменного угля // Химия твердого топлива. - 1979. ⎯ № 5. ⎯ с. 17−22.