Characterization of organic material in coal by proton-decoupled 13C nuclear magnetic resonance with magic-angle spinning

Maciel, Gary E.; Bartuska, Victor J.; Miknis, Francis P.

doi:10.1016/0016-2361(79)90159-5

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“…result is in agreement with many previous studies (13,(25)(26)(27)(28)(29), and it confirms that fixed carbons are generally highly aromatic. Figure 4 shows a plot of aromaticities versus solid yields for all the residue samples.…”

Section: Cyr and Egiebor Characterization Of Coal Liquefaction Residuessupporting

confidence: 94%

“…This observation suggests that a greater availability of protonated aromatic carbons is a factor contributing to the high conversion of aromatic carbons. Many condensed aromatic moieties are probably linked through simple C-C bonds, methylene bridges, ether bonds, and thioether bonds in the coal chemical structure (25). If each of the aromatic moieties is less condensed and smaller, a higher H-C ratio would be expected when more peripheral aromatic carbons are available.…”

Section: Cyr and Egiebor Characterization Of Coal Liquefaction Residuesmentioning

confidence: 99%

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Characterization of Coal Liquefaction Residues by Solid-State ¹³C NMR Spectroscopy

Cyr

Egiebor

1992

Advances in Chemistry

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Feeds and residues from coal liquefaction processes under a variety of conditions were studied by using solid-state 13 C NMR spectroscopy and other analytical methods. The conversion yields were found to be dependent not only on the aliphatic content of the feed coal but also on the aromatic hydrogen content and possibly on the presence of other heteroatoms such as sulfur. The high aromatic hydrogen content observed in Illinois No. 6 coal suggested a relatively low degree of aromatic condensation in this coal. Residues from high-conversion runs were found to contain more aliphatic (fewer aromatic) carbons than those from low-conversion runs. This result was attributed to methyl groups and hydroaromatic structures produced by pyrolysis and subsequent hydrogenation at peripheral aromatic carbons. V^ONVENTIONAL COAL LIQUEFACTION PROCESSES involve the partial breakdown of large complex coal structures into smaller molecules.x Current address: Power Scientific,

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Section: Cyr and Egiebor Characterization Of Coal Liquefaction Residuessupporting

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Section: Cyr and Egiebor Characterization Of Coal Liquefaction Residuesmentioning

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Characterization of Coal Liquefaction Residues by Solid-State ¹³C NMR Spectroscopy

Cyr

Egiebor

1992

Advances in Chemistry

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“…(CP) between carbons and protons using appropriate contact times (around 1 ms), enable a fairly quantitative response with good resolution of all carbon types in kerogen to be obtained (Maciel et al, 1979;Hatcher, 1980). Given the low amount of 13 C in total carbon, a large number of spectra need to be accumulated to enhance the signal to noise ratio.…”

Section: Solid State 13 C Nmrmentioning

confidence: 99%

Kerogen: from Types to Models of Chemical Structure

Vandenbroucke

2003

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

150

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Résumé -Les kérogènes : de la notion de types aux modèles de structure chimique -Le but de cet article est de présenter, à travers une revue des développements conceptuels et analytiques en géochimie dans la période , les principales étapes qui ont conduit, à travers la préparation et l'analyse des kérogènes d'une part, et l'étude de systèmes pétroliers de référence d'autre part, aux notions de types, chemins d'évolution et modèles statistiques de structure chimique des kérogènes. Le kérogène est défini comme la matière organique des sédiments qui produit le pétrole, opposant ainsi le pétrole, soluble dans les solvants organiques courants, à son complément insoluble. Ce kérogène étant une matière organique complexe intimement mélangée aux minéraux des sédiments, la première tâche a été de mettre au point un protocole fiable pour son isolement, permettant ensuite son étude par des méthodes physicochimiques variées. En parallèle, le développement des permis d'exploration pétrolière, donnant accès aux échantillons de forage, permettait la comparaison géochimique de divers systèmes pétroliers. Les comparaisons furent faites non seulement entre les compositions chimiques des huiles, roches mères et kérogènes, mais aussi sur l'époque de production du pétrole. La notion de cinétique de craquage du kérogène en pétrole résultant de ces études de systèmes pétroliers, associée à l'observation d'une compensation des facteurs temps et température, conduisit à utiliser la pyrolyse en laboratoire pour évaluer le potentiel pétrolier restant à produire par le kérogène, et donc, à la construction de l'appareil Rock-Eval. Au milieu des années 1970, les principaux paramètres géochimiques des kérogènes de certaines séries pétrolières de référence étaient disponibles pour la définition des notions de type et de chemin d'évolution des kérogènes au cours de l'enfouissement géologique des sédiments. Un pas important dans la connaissance de la composition chimique du kérogène fut franchi dans les années 1980 avec l'utilisation de nouvelles techniques de pyrolyse analytique et préparative, et leur couplage avec différents détecteurs. Les produits de pyrolyse, considérés comme briques élémentaires issues du craquage thermique du kérogène, pouvaient ainsi être analysés et quantifiés au niveau moléculaire, sans les problèmes de représentativité rencontrés avec l'analyse des extraits naturels et dus aux pertes de composés volatils et de produits ayant migré hors des roches mères. Le développement parallèle de la résonance magnétique nucléaire du 13 C en phase solide permit l'analyse et la quantification des diverses formes du carbone et de son environnement chimique dans le kérogène, ce qui n'était pas possible auparavant sous forme quantitative par la spectroscopie infrarouge ou ultraviolette. L'analyse quantitative des briques moléculaires et des groupes fonctionnels qui les assemblaient dans le kérogène permit ainsi d'élaborer des modèles moléculaires statistiques de kérogènes dans le but de visualiser l'ensemble de leur composition atomiq...

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“…At 120 s, the signals are still observed (suggesting that the PLA is not (or not very much) degraded) but their shape is different: they are broader with less resolution indicating a higher disorder in PLA. After ignition (180 s) four signals are observed, i.e., three from PLA, and an additional broad band of low intensity from 160 ppm to 100 ppm, related to unsaturated carbon (double bond and aromatic carbons) [17,18]: this indicates the beginning of the carbonization. Then, at 400 s only two broad bands can be distinguished, the formation of the char is observed by the band between 160 ppm and 100 ppm whereas the second band centered at 30 ppm is attributed to aliphatic carbons (-CH, -CH2, -CH3) [18,19].…”

Section: Chemical Interactionsmentioning

confidence: 99%

“…8 and they are not very different than those of PLAMel5APP25. The main differences are i) the broad peak at -25 ppm attributed to Q 2 type phosphate appeared later when OMMT is incorporated, i.e., at 180 s instead of 120 s for PLAMel5APP25 and ii) a broad peak at -2ppm is observed at 800 s assigned to orthophosphates (Q 0 ) [18][23]. Chemical shift (ppm) Fig.…”

Section: Fig 6 13c Cp-dd-mas Nmr Spectra Of the Residues Of Plamelamentioning

confidence: 99%

Role of montmorillonite for enhancing fire retardancy of intumescent PLA

Fontaine¹,

Gallos²,

Bourbigot³

2014

Fire Saf. Sci.

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This work deals with the effect of an organomodified montmorillonite (OMMT, cloisite C30B) in intumescent PLA, which makes it nonflammable. The use of OMMT dramatically improves the fire properties of intumescent PLA in terms of limiting oxygen index (LOI) and heat release rate (HRR), which is almost zero. The part played by OMMT in the improvement of the FR performance was studied using a Microscale Combustion Calorimeter (MCC), solid-state NMR ( 13 C, 31 P and 27 Al) and specific set-up for temperature and swelling measurements in the char during fire test. It is shown that the clay increases the efficiency of the protective char by strongly limiting heat and mass transfer.

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