热重分析后的图没拷贝下来 只剩一些数据 这些数据真心看不懂 该怎么处理 画出图来

热重分析后的图没拷贝下来 只剩一些数据 这些数据真心看不懂 该怎么处理 画出图来,第1张

 热重曲线

热重分析得到的是程序控制温度下物质质量与温度关系的曲线,即热重曲线(TG曲线),横坐标为温度或时间,纵坐标为质量,也可用失重百分数等其它形式表示。

由于试样质量变化的实际过程不是在某一温度下同时发生并瞬间完成的,因此热重曲线的形状不呈直角台阶状,而是形成带有过渡和倾斜区段的曲线。曲线的水平部分(即平台)表示质量是恒定的,曲线斜率发生变化的部分表示质量的变化。因此从热重曲线还可求算出微商热重曲线(DTG),热重分析仪若附带有微分线路就可同时记录热重和微商热重曲线。

微商热重曲线的纵坐标为质量随时间的变化率,横坐标为温度或时间。 DTG曲线在形貌上与DTA或DSC曲线相似,但 DTG曲线表明的是质量变化速率,峰的起止点对应TG曲线台阶的起止点,峰的数目和 TG曲线的台阶数相等,峰位为失重(或增重)速率的最大值,即,它与TG曲线的拐点相应。峰面积与失重量成正比,因此可从DTG的峰面积算出失重量。虽然微商热重曲线与热重曲线所能提供的信息是相同的,但微商热重曲线能清楚地反映出起始反应温度、达到最大反应速率的温度和反应终止温度,而且提高了分辨两个或多个相继发生的质量变化过程的能力。由于在某一温度下微商热重曲线的峰高直接等于该温度下的反应速率,因此,这些值可方便地用于化学反应动力学的计算。

图是CuSO4.5H2O在空气中并以约4℃∙min-1的升温速率测得的TG曲线a(左)和微商热重曲线b(右)。其中曲线a由三个单步过程和四个平台所组成。每个单步过程表示试样经历了一个伴有质量变化的过程,而质量不变的平台与某种稳定化合物相对应。图中A点前的初始失重是脱去吸附水和天平内空气动力学因素形成的。A点至B点,质量没有变化,试样是稳定的;B点至C点是一个失重过程,失重量是w0-w1;D点和C点之间,试样质量又是稳定的;由D点开始试样进一步失重,直到E点为止,这一阶段的失重是w1-w2;E点和F点之间,新的稳定物质形成;最后的失重发生在F点和G点之间,失重量是w2-w3; G点和H点区间代表试样的最终形式,它在实验温度范围内是稳定的。通过失重量的计算,表明该化合物的失水过程经历了以下三个步骤:

CuSO4.5H2O的失水之所以分为三步进行,是因为这些结晶水在晶体中的结合力是不相同的。

从上述例子看出,当原始试样及其可能生成的中间体在加热过程中因物理或化学变化而有挥发性产物释出时,从热重曲线中可以得到它们的组成、热稳定性、热分解及生成的产物等与质量相联系的信息。

TG曲线和DTG曲线中的失重阶段的粗体黑线区域是由于不同升温速率所导致的热重曲线的不同的结果。

你要找到数据中的温度值和保有重量值,分别作为横坐标和纵坐标,作图,把相邻的点连接,构成类似于上图的热重曲线TG。DTG曲线不去考虑也可。

、热重谱解析: S --> A + B, 原物质 -->剩余物质 + 失物质 3(精确值测定数据获同)-->( )+02,(单位能mg)(谱读数据) 品S量 -->( )+ x(失物质量)二式-->、()+都写写

你提的这个问题只是这一类应用几种不同热分析原理解决实际问题中的一个

特例。这样的应用远不止一个草酸钙!

TG(热重分析)DTG(微商热重分析)可以给出试样质量(重量)变化的信息(质量效应)。DTA、DSC可以给出试样物理变化、化学变化中的热效应(吸热、放热)信息。前后两者相结合,可以作出热分析谱峰的解析和判断。

许多教科书或热分析专著中可能会有这样的一个表:《在升温程序下物质物理变化、化学变化的热效应及其质量效应》,你可以去复制一下。这里不好输入,我只罗列一部分,供你参考。

热效应分吸热、放热;质量效应分失重、恒重、增重。这样的五列算个顺序表头吧,能给出信息的记为“v(钩)”;不能给出信息的用“-”。如果字数不多,我就直接给你写在这儿了:

物理过程:

熔融:v--v-,

结晶:-v-v-,

晶型转变:vv-v-,

液晶转变:v--v-,

固化点转变:v--v-,

玻璃化转变:(前两列:基线偏移、无峰)第3、4、5列:-v-,

热容转变:(前两列:基线改变、无峰)第3、4、5列:-v-,

磁居里点转变:(前两列:基线变位、常有峰)第3、4、5列:-v-,

蒸发、汽化:v-v--,

升华:v-v--,

吸收、吸水:v---v,

吸附:-v--v,

解吸附:v-v--,

凝聚、凝固:-v-v-

化学过程:

热分解:-vv--,

在气氛中氧化:-vv-v,

在气氛中还原:v-v-v,

氧化还原反应:vvv-v,

固态反应:vv-v-,

脱水:v-v--,

脱溶剂化:v-v--,

化学吸附:-v--v,

聚合:-v-v-,

树脂预固化:-v-v-,

燃烧:-vv--,

爆炸反应:-vv--,

液固异相反应:vv-v-,

催化反应:-v-v-

把DTA谱或DSC谱与TG谱联立解析,往往有助于对峰的指认和归属。因为前者指示的是引发试样吸放热热效应性质的变化因素,而TG揭示的是引发试样重量变化的因素。联立两者可以推断出哪些是因质量改变(如挥发、分解)而引发的热效应,哪些是因内能改变(如熔融、结晶)而引发的热效应。

回到你的问题:为什么热重法分析草酸钙热分解过程中样品质量无变化也会出现dsc峰?因为质量(重量)无变化只是在TG曲线上不出现失重峰,是恒重的,但在某个温度下,这个试样由于“熔融,结晶,晶型转变,液晶转变,固化点转变,磁居里点转变,凝聚、凝固”的物理过程 或者 “固态反应,聚合,树脂预固化,液固异相反应,催化反应”的化学变化,都会在TG或DSC谱中出现峰。根据谱峰出现的温度和它与其它DTA或DSC峰及TG失重台阶的排列顺序及相关联关系,可以推断峰的归属。

不能说DTG曲线分析更重要,只能说TG曲线和DTG曲线

TG曲线,是材料热重分析中,样品质量随温度时间的变化关系曲线!它可以直观的看出质量变化的阶段、趋势、和变化量!

DTG曲线,简单的说就是对TG曲线进行一阶微分的曲线,它反映的是质量随温度、时间变化的速率关系!

DTG曲线分析非常重要,但不能说更重要。

DTG曲线的重要性在于:

1- 能准确反映出热重曲线起始反应温度Ti(DTG曲线外推起始点更接近于真正意义上的反应起始温度),最大反应速率温度Te(亦即DTG峰温)和反应终止Tf(DTG曲线外推终止点更接近于真正意义上的反应结束温度);

2- 更能清楚地区分相继发生的热重变化反应,这比TG曲线要清楚准确。

3- DTG曲线峰的面积精确对应着变化了的样品重量,较TG曲线能更精确地进行定量分析。

4- 能方便地为反应动力学计算提供反应速率(dw/dt)数据。这点很显然。

热天平是一种在程式控温条件下自动连续记录物质重量与温度(或时间)函式关系的仪器,由记录天平、天平加热炉、程式控温系统和记录仪构成。

基本介绍 中文名 :热天平 外文名 :Heat balance 学科 :冶金工程 领域 :冶炼 组成 :记录天平、天平加热炉等 套用 :热重法 简介,自制热天平的组成,热天平工作方式,影响测试结果的仪器因素分析, 简介 热重法( TG法)是在程式控制温度下测量物质的质量与温度关系的一种技术,所要使用的仪器设备就是热天平。热天平是一种技术复杂,精密度高,价格昂贵的仪器。在“ 211工程”项目“劣质煤燃料燃烧研究”中,需要测试大量煤的样品,对其燃烧过程中质量变化和失重速率的规律进行研究以便对媒质进行评价。同时我校无机非金属材料专业学生必做的教学实验—— 固相反应实验所使用的PRT-1型普通热天平厂家已不再生产,没有零配件供应,使得故障无法修复,实验无法进行。为此针对科研和教学实验的需要,自行研制了一种热天平,具有模组化的结构,高性能低价格的特点。 自制热天平的组成 热天平采用模组化结构,各模组具有独立的功能且具有通用性,可以单独使用,也可以通过计算机通讯联络各模组,实现整体操作,完成自动测试。 温度控制器采用带微处理器的数字仪表作为控制部件,可控矽模组作为输出部件。仪表具有自整定PID调节功能,可程式多段曲线升降温速率控制,非线性校正和自动冷端温度补偿,温度测量准确可信,控温精度高。仪表本身带有LED显示器,温度实时显示,便于人工观察和记录。同时仪表也具有计算机通讯接口( RS-232) ,按照规定的通讯协定,将温度数据传送到计算机,实现自动数据采集。称重系统采用带有微处理器的电子天平。 这种电子天平采用了单模组感测器结构,全自动内校自动温度补偿,内设定程式使得称量准确,操作方便,具有高精度和高稳定度。电子天平本身带有LCD显示器,便于人工观察和记录数据。同时电子天平还带有通讯接口( RS-232) 可以方便的连线计算机和印表机。 加热炉采用传统的管式电阻炉。但是为了能够快速升温和降温以提高使用效率,炉子采用三层迭套式可卸结构, 相比有些仪器采用的水冷微型电炉来说,这种结构的炉子更加实用,更少麻烦。铂金样品盘通过支撑杆及底座直接放在电子天平的盘上。升降机构载着炉子可上下移动,便于加料和调节样品处于均温区的最佳位置。 本热天平还配有气氛控制系统,能在大气和充气情况下使用。微计算机用普通PC机,通过串列通讯接口,分别与温度控制器和电子天平的通讯接口连线,实现数据的自动采集。基本软体完成实验原始数据采集,简单数据处理,数据存贮, TG曲线绘制,数据输出列印。针对具体的研究对象再自行编制套用软体。 热天平工作方式 本热天平可以有两种工作方式: 一种是通过计算机联络模组,实现整体操作,完成自动测试,配以套用软体成为一台热重分析仪( TGA)。改变电炉的配置(低,中,高温)和电子天平配置(称重解析度)可满足大部分科研需要。另一种方式是由于本热天平的温度控制器和电子天平均有显示器,不用计算机而采用人工记录数据方式,适合作教学实验装置。 影响测试结果的仪器因素分析 热重测量涉及温度和质量的动态变化,影响其特性的因素有多种,主要是仪器结构本身,实验条件和环境,试样特性。 1 浮力及对流的影响 当温度变化时炉内试样周围的气氛密度也会随之变化。升温过程中,气体密度的减小将导致对样品盘及支撑浮力的降低,会形成“增重”现象。随着炉内温度的升高也会发生自然对流,湍流和其他气动效应,导致“失重”或其他无规律质量变动。一般浮力影响和对流影响两者是同时存在的,由于炉内温度不断变化,浮力、对流、气体浓度等因素不断变化,实验结果很难完全重复,一般允许控制在一个较小范围内。 热天平的电炉采用立式管式炉,底部由宝塔型坐半封闭(开孔穿样品支撑杆) ,顶部加带孔顶盖; 样品盘及支撑部件,采用浅铂金盘,刚玉杆和底座垂直放在电子天平称盘上。 实验表明,热天平采用的立式电炉在上,电子天平在下,电炉的下端半封闭,上端用有孔盖可调节封闭状态,这样的结构使得浮力和对流的因素对TG曲线的影响不大且比较稳定。例如在顶盖开 5孔情况下,0~ 900℃范围内平均漂移小于1 mg。“空白”实验数据作为对测试结果校正的参考。 2 温度对称重的影响 温度对热天平中的称量系统的影响因素很重要,过去的热天平为此采用了很多结构及附加措施。热天平中的称重系统采用电子天平( MET TLER TOLEDO AB104-N ) ,结构采用电炉在上,电子天平在下,样品盘通过刚玉杆支撑垂直放在天平称盘上,热传递因素小; 电子天平整体放在金属箱中实现挡风防尘和热禁止,这种结构最大程度的减少了温度对热天平的热辐射,因此温度对本热天平中的称重系统影响极小。如果采用由温度或时间触发的全自动校正功能的电子天平,且相同条件下具有可比性,温度因素的影响可以忽略。 3 气氛系统对称重的影响 气氛对热重测量的影响因素也很重要,但原因比较复杂,这也是自制的热天平需要完善的地方。

差热分析、差示扫描量热分析、热重分析和热机械分析是热分析的四大支柱,用于研究物质的晶型转变、融化、升华、吸附等物理现象以及脱水、分解、氧化、还原等化学现象。它们能快速提供被研究物质的热稳定性、热分解产物、热变化过程的焓变、各种类型的相变点、玻璃化温度、软化点、比热、纯度、爆破温度等数据,以及高聚物的表征及结构性能研究,也是进行相平衡研究和化学动力学过程研究的常用手段。

热重分析

许多物质在加热或冷却过程中除了产生热效应外,往往有质量变化,其变化的大小及出现的温度与物质的化学组成和结构密切相关。因此利用在加热和冷却过程中物质质量变化的特点,可以区别和鉴定不同的物质。热重分析(Thermogravimetry,简称TG)就是在程序控制温度下测量获得物质的质量与温度关系的一种技术。其特点是定量性强,能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。目前,热重分析法广泛地应用在化学以及与化学有关的各个领域中,在冶金学、漆料及油墨科学、陶瓷学、食品工艺学、无机化学、有机化学、聚合物科学、生物化学及地球化学等学科中都发挥着重要的作用。

热重分析法包括静态法和动态法两种类型。

静态法又分等压质量变化测定和等温质量变化测定两种。等压质量变化测定又称自发气氛热重分析,是在程序控制温度下,测量物质在恒定挥发物分压下平衡质量与温度关系的一种方法。该法利用试样分解的挥发产物所形成的气体作为气氛、并控制在恒定的大气压下测量质量随温度的变化,其特点就是可减少热分解过程中氧化过程的干扰。等温质量变化测定是指在恒温条件下测量物质质量与温度关系的一种方法。该法每隔一定温度间隔将物质恒温至恒重,记录恒温恒重关系曲线。该法准确度高,能记录微小失重,但比较费时。

动态法又称非等温热重法,分为热重分析(TG)和微商热重分析(DTG)。热重和微商热重分析都是在程序升温的情况下,测定物质质量变化与温度的关系。微商热重分析又称导数热重分析(Derivative thermogravimetry,简称DTG),它是记录热重曲线对温度或时间的一阶导数的一种技术。由于动态非等温热重分析和微商热重分析简便实用,又利于与 DTA、DSC等技术联用,因此广泛地应用在热分析技术中。

下面重点讨论一下动态热重分析法。

热重分析仪

热重分析仪分为热天平式和弹簧称式两种。

1、热天平

热天平与常规分析天平一样,都是称量仪器,但因其结构特殊,使其与一般天平在称量功能上有显著差别。它能自动、连续地进行动态称量与记录,并在称量过程中能按一定的温度程序改变试样的温度;而且试样周围的气氛也是可以控制或调节的。

热天平由精密天平和线性程序控温加热炉组成。天平在加热过程中试样无质量变化时能保持初始平衡状态;而有质量变化时,天平就失去平衡,并立即由传感器检测并输出天平失衡信号。这一信号经测重系统放大用以自动改变平衡复位器中的电流,使天平重又回到初始平衡状态即所谓的零位。通过平衡复位器中的线圈电流与试样质量变化成正比。因此,记录电流的变化即能得到加热过程中试样质量连续变化的信息。而试样温度同时由测温热电偶测定并记录。于是得到试样质量与温度(或时间)关系的曲线。热天平中阻尼器的作用是维持天平的稳定。天平摆动时,就有阻尼信号产生,这个信号经测重系统中的阻尼放大器放大后再反馈到阻尼器中,使天平摆动停止。

2、 热重曲线

热重分析得到的是程序控制温度下物质质量与温度关系的曲线,即热重曲线(TG曲线),横坐标为温度或时间,纵坐标为质量,也可用失重百分数等其它形式表示。

由于试样质量变化的实际过程不是在某一温度下同时发生并瞬间完成的,因此热重曲线的形状不呈直角台阶状,而是形成带有过渡和倾斜区段的曲线。曲线的水平部分(即平台)表示质量是恒定的,曲线斜率发生变化的部分表示质量的变化。因此从热重曲线还可求算出微商热重曲线(DTG),热重分析仪若附带有微分线路就可同时记录热重和微商热重曲线。

微商热重曲线的纵坐标为质量随时间的变化率 ,横坐标为温度或时间。 DTG曲线在形貌上与DTA或DSC曲线相似,但 DTG曲线表明的是质量变化速率,峰的起止点对应TG曲线台阶的起止点,峰的数目和 TG曲线的台阶数相等,峰位为失重(或增重)速率的最大值,即 ,它与TG曲线的拐点相应。峰面积与失重量成正比,因此可从DTG的峰面积算出失重量。虽然微商热重曲线与热重曲线所能提供的信息是相同的,但微商热重曲线能清楚地反映出起始反应温度、达到最大反应速率的温度和反应终止温度,而且提高了分辨两个或多个相继发生的质量变化过程的能力。由于在某一温度下微商热重曲线的峰高直接等于该温度下的反应速率,因此,这些值可方便地用于化学反应动力学的计算。

附图是CuSO45H2O在空气中并以约4℃/min的升温速率测得的TG曲线a和微商热重曲线b。其中曲线a由三个单步过程和四个平台所组成。每个单步过程表示试样经历了一个伴有质量变化的过程,而质量不变的平台与某种稳定化合物相对应。图中A点前100℃附近的初始失重是脱去吸附水和天平内空气动力学因素形成的。A点至B点,质量没有变化,试样是稳定的;B点至C点是一个失重过程,失重量是m0-m1;D点和C点之间,试样质量又是稳定的;由D点开始试样进一步失重,直到E点为止,这一阶段的失重是m1-m2;E点和F点之间,新的稳定物质形成;最后的失重发生在F点和G点之间,失重量是m2-m3; G点和H点区间代表试样的最终形式,它在实验温度范围内是稳定的。通过失重量的计算,表明该化合物的失水过程经历了以下三个步骤:

 CuSO45H2O --> CuSO43H2O + 2 H2O

 CuSO43H2O --> CuSO4H2O  + 2 H2O

 CuSO4H2O  --> CuSO4      +   H2O

 

CuSO4.5H2O的失水之所以分为三步进行,是因为这些结晶水在晶体中的结合力是不相同的。

从上述例子看出,当原始试样及其可能生成的中间体在加热过程中因物理或化学变化而有挥发性产物释出时,从热重曲线中可以得到它们的组成、热稳定性、热分解及生成的产物等与质量相联系的信息。

王继仁

1956年8月出生,教授,博士生导师、俄罗斯自然科学院院士,曾任辽宁工程技术大学校长,2009年中国工程院院士有效候选人、国务院政府特殊津贴获得者、国家安全生产专家组专家、国家高等学校安全工程专业教学指导委员会副主任委员,煤矿安全技术会诊突出贡献专家、辽宁工程技术大学安全评价中心主任。2013年12月-2017年6月任辽宁工程技术大学校长、党委副书记。2017年3月1日,王继仁教授顺利通过俄罗斯自然科学院院士候选人答辩及评审环节,当选俄罗斯自然科学院院士。

2017年6月28日,辽宁省委决定,梁冰同志任辽宁工程技术大学校长,免去王继仁同志的辽宁工程技术大学党委副书记、委员、校长职务。

中文名:王继仁

国籍:中国

民族:汉

出生日期:1956年8月

职业:教师

毕业院校:辽宁工程技术大学

代表作品:煤炭自燃理论及其防治技术研究与应用

职称:教授

政治面貌:中共党员

职务:辽宁工程技术大学校长

简介

王继仁:1956年8月出生,教授,博士生导师,校长。国务院政府特殊津贴获得者,国家安全生产专家组专家,辽宁工程技术大学安全评价中心主任;2009年及2011年,2013年中国工程院院士有效候选人,辽宁省攀登学者,入选2013年度辽宁省“院士后备人选培养工程”。

王继仁教授是我国煤矿防灭火知名专家,一直从事矿业工程和安全科学与工程领域的教学与科研工作,主要研究方向为煤炭自燃火灾和矿井瓦斯灾害防治。率领团队长期工作在实验室、奔波于现场,重点研究煤矿自燃火灾预防理论与技术。根据煤氧化自燃形成的特点,率先应用量子力学、量子化学理论对煤自燃的发生机理进行了系统的研究,创立了基于量子化学的煤自燃理论,建立了煤自燃难易的判定、自燃火灾预测预报、煤阻化改性、采空区隔氧惰化等一整套防灭火技术体系,主要研究成果达到国际领先水平。作为国务院安全生产专家组专家,两次承担了全国45个高瓦斯矿区会诊工作,5次参加了国家组织的重特大事故调查工作。

20余年来,在以煤矿自燃火灾预防为主的研究方向上,主持完成了国家自然科学基金重点项目“煤炭自燃机理及预防技术基础”及面上项目2项,“七五”以来的国家科技攻关(支撑)专题“煤自燃危险性测试与评价分析技术”等14项,国家发改委高新技术成果推广项目2项,“大同矿区复杂开采条件煤炭自燃火灾防治关键技术”等矿井防灭火工程项目42项,遍及大同、神东、平庄等20多个矿区。主持完成的“煤炭自燃理论及其防治技术研究与应用”和“大同矿区复杂开采条件煤炭火灾防治关键技术”成果分别获得2008和2012年国家科技进步二等奖,相关成果获得省部级科技进步一等奖4项,二等奖10项。出版了《煤自燃量子化学理论》、《预防煤炭自燃阻化机理》专著2部,主编和参编《现代化煤矿生产技术》等著作7部,授权发明专利4项,发表学术论文108篇,EI、ISTP检索47篇。矿业工程学科是辽宁工程技术大学的特色优势学科,作为学科带头人,王继仁教授长期工作在本学科教学科研第一线,主持制定了采矿、安全专业的本科生、研究生培养计划,讲授专业课和专业基础课十余门,指辽宁工程技术大学安全科学与工程国家重点(培育)学科和矿业工程辽宁省重点学科带头人,培养了博士、硕士生113名,其中大部分已成为煤炭行业的科技骨干和高级工程技术管理人才,形成了稳定的科研和教学团队,为我国煤炭科技进步和高级专业人才培养做出了突出贡献。王继仁教授曾任煤炭工业安全重点实验室主任,日本九州大学地球科学与技术国际学术会议顾问委员会委员,第三届国家现代采矿与安全技术国际学术会议组委会副主席。现任中国煤炭工业技术委员会防灭火专业委员会副主任委员、中国能源学会副理事长、全国高等学校安全工程学科教学指导委员会副主任委员。2001年获国务院政府特殊津贴,2010年确定为辽宁省首批十大科技领军人才,2011年确定为中国煤炭工业科技创新人才、辽宁省攀登学者。2006年荣获国家安监总局全国煤矿安全技术专家会诊工作突出贡献奖,2012年荣获全国优秀科技工作者。

1982年毕业于阜新矿业学院(现辽宁工程技术大学)采矿工程专业,2000年5月获工学博士学位。多年来一直从事矿井瓦斯灾害治理与利用方向的教学和科研工作,指导博士研究生9人,硕士研究生30余名。参加或主持的科研项目有国家"八五"重点项目"巷道积聚瓦斯安全排放控制技术"和国家"九五"科技攻关项目"交叉钻孔扩孔预抽煤层瓦斯工艺技术及装备研究"等40余项,获奖7项,对全国6个矿区的30多对矿井进行了安全评价。其中国家"六五"科技攻关项目"高沼气特厚煤层分层同采无煤柱开采",87年获煤炭部科技进步二等奖;国家"七五"科技攻关"低浓度(采空区)瓦斯抽放技术的研究"和"钻孔采中抽放邻近层瓦斯",分别获煤炭部科技进步二等奖;1999年"岩体应力状态研究与矿井动力现象区域预测"和"矿井通风安全与自然发火防治决策支持系统应用研究"两项课题均获国家煤炭工业科技进步二等奖。主持的教学项目"矿井通风实验坑道系统的建设开发与利用",1997年获辽宁省教学成果二等奖。"矿井通风仿真系统及其应用技术研究"2002年获国家安全生产监督管理局一等奖。"煤炭自燃理论及其防治技术研究与应用"项目于2008年获得国家科技进步二等奖

参选院士

2017年2月17日中国煤炭学会推荐王继仁教授为院士候选人,并予以公示

2017年3月1日,王继仁教授当选俄罗斯自然科学院院士。

所获荣誉

1、87年获煤炭部科技进步二等奖----国家"六五"科技攻关项目"高沼气特厚煤层分层同采无煤柱开采"

2、国家“七五”科技攻关“低浓度(采空区)瓦斯抽放技术的研究”和“钻孔采中抽放邻近层瓦斯”,分别获煤炭部科技进步二等奖;

3、1997年获辽宁省教学成果二等奖-----主持的教学项目“矿井通风实验坑道系统的建设开发与利用”,

4、1999年两项课题均获国家煤炭工业科技进步二等奖------“岩体应力状态研究与矿井动力现象区域预测”和

5、“矿井通风安全与自然发火防治决策支持系统应用研究”

6、2002年获国家安全生产监督管理局一等奖------“矿井通风仿真系统及其应用技术研究”

7、2008年获得国家科技进步二等奖----“煤炭自燃理论及其防治技术研究与应用”

8、2012年获国家科学技术进步二等奖----“大同矿区复杂开采条件煤炭火灾防治关键技术”

在国内外主要学术刊物上发表论文30余篇,出版学术专著三部。其中由科学出版社出版的《煤自燃量子化学理论》专著,是世界上首次对煤的分子结构进行理论基础研究的著作,在世界矿业研究领域占有重要的学术地位。

9、2013年获“全国优秀科技工作者”荣誉称号。

10、2013年获煤炭工业协会科技进步二等奖----“恒大煤矿瓦斯与火综合治理示范工程”

112014年10月16日获“孙越崎能源大奖”

122014年科研项目“恒大煤业公司瓦斯综合治理示范工程”获辽宁省科技进步二等奖

132017年2月,王继仁教授当选俄罗斯自然科学院外籍院士

职务

王继仁教授作为国务院安全生产委员会国家安全生产专家组第九组组长,奔波在国内各大矿山企业,提供技术咨询及专家论证,为我国的矿山安全做出卓越的贡献。

王继仁教授学术团体任职

2003-至今,国务院安全生产委员会国家安全生产专家组专家

2004-至今,高等学校安全工程学科教学指导委员会副主任委员

2008-至今,煤炭工业技术委员会煤矿井工开采专家委员会副主任

1999-至今,中国煤炭工业劳动保护科学技术学会常务理事

2007-至今,中国煤炭劳保协会瓦斯防治专业委员会副主任委员

2008-至今,中国职业安全健康学会常务理事

2017年6月28日,辽宁省委决定,梁冰同志任辽宁工程技术大学校长,免去王继仁同志的辽宁工程技术大学党委副书记、委员、校长职务。

成果

主要研究方向及学术成果:

(一)煤矿瓦斯灾害防治方向

本研究方向王继仁教授从流体力学、固体力学、多孔介质渗流力学、流体与固流耦合力学以及岩石力学系统稳定性等方面入手,研究矿井瓦斯在煤体、采空区、煤岩地层中的流动运移过程。在非等温有物理化学作用的多重介质的多项渗流问题、采场瓦斯风流流动和瓦斯运移传质理论及调整采场气体流动状况控制瓦斯涌出的实用技术等研究方面,一些成果已经达到或接近国际领先水平。

在瓦斯抽放研究领域,20世纪90年代王继仁教授提出并在铁法等矿区成功试验了交叉钻孔瓦斯抽放方法,提高了低透气性煤层的瓦斯抽放率,取得良好的效果。

在长期进行的采场风流与瓦斯运移规律及采场瓦斯防治技术的理论和实践的研究中,创立了采场瓦斯风流流动和瓦斯运移传质理论及调整采场气体流动状况控制瓦斯涌出的实用技术,成功的解决了采场空气流动状况和瓦斯运移的数值解难题,形成了一套通过理论分析、实验室物理模拟测试和计算机数值模拟与现场实测相接合研究采场瓦斯运移及分布规律的成熟方法,对于有效地控制采场瓦斯涌出,合理选择瓦斯抽采方法和安全排放积聚瓦斯,确保安全生产等有着重要理论与实践意义。

依据开采保护层的理念,创立了单一厚复合高瓦斯易自燃煤层分层开采与瓦斯治理的成套技术和方法,实现了上分层(“保护层”)和下分层(“被保护层”)的安全回采。针对恒大煤矿单一厚复合高瓦斯易自燃厚煤层分层开采复杂条件,研究提出了瓦斯抽采和预防煤自燃的分区动态平衡技术,实现了瓦斯抽采和火灾防治技术的一体化目标。

基础研究

(二)煤炭自燃理论及应用基础研究

(1)建立了煤有机大分子和低分子化合物的化学结构模型

(2)应用量子化学理论和红外光谱技术等从理论和实验两方面研究了全国不同矿区和煤种共计570多个易自燃、自燃、不自燃煤中有机大分子和低分子化合物的化学结构,构建了煤的分子结构模型。

(3)创立了煤自燃新理论--煤微观结构与组分量质差异自燃理论

(4)建立了煤的自燃难易着火活化能理论、判定新方法与技术

(5)建立了判定煤炭自燃难易的新方法

热重实验结果表明,易自燃煤、自燃煤在热重实验中都出现增重现象,而不自燃煤不出现增重。

红外光谱实验结果表明,易自燃煤、自燃煤的化学结构中都有丰富的侧链基团,而不自燃煤的侧链基团很少。

根据煤自燃新理论和两个实验研究结果,抓住自燃煤在热重实验TG曲线有增重的本质,定义了能发生氧化自燃煤增重阶段的活化能为着火活化能。

以煤的着火活化能为指标,建立了判定煤氧化自燃难易的新方法,开发了判定煤炭自燃难易的软件系统。

(6)建立了煤炭自燃的预测预报技术

应用量子化学理论和红外光谱技术系统地研究了煤在氧化自燃过程中生成的各种气体。

得到了不同侧链与氧反应生成的不同气体产物。

根据红外光谱图得到了不同温度条件下产生指标气体量。

建立了预测预报判定准则。

(7)首创预防煤炭自燃的阻化机理理论,研制了新型阻化剂PCF系列产品及应用成套技术,建立了预防煤炭自燃新技术和新工艺

(8)煤炭自燃危险性判定方法标准”已正式列为国家标准。

王继仁教授的研究成果与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较

理论创新

(1)首创了煤自燃新理论--煤微观结构与组分量质差异自燃理论;

(2)首创了判定煤自燃难易的着火活化能理论;

(3)首创了预防煤炭自燃的阻化机理理论。

技术创新

(1)建立煤的自燃难易判定新方法;

(2)研制了适合不同煤种的新型阻化剂PCF系列产品;

(3)建立了判定煤炭自燃的预测预报技术。

出版专著

王继仁,金智新,邓存宝煤自燃量子化学理论,科学出版社,2007

王继仁预防煤炭自燃阻化机理,煤炭工业出版社,2011

王继仁,翟桂武现代化煤矿生产技术,煤炭工业出版社,2012

王继仁岩石力学与矿井动力灾害防治国际学术会议文集,煤炭工业出版社,2013

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