Aplicación de espectroscopía Micro-Raman para el análisis cuantitativo de la reflectancia de vitrinita en carbones colombianos de medio y alto rango

Resumen

Los cambios estructurales y el grado de madurez de tres carbones colombianos de las provincias de Santander y Antioquia se estudiaron utilizando un método de ajuste de curva simple y rápido de los parámetros RBS (la distancia entre la banda G y la banda D), FWHM-G (ancho total en la mitad del máximo de la banda G) y AR (área del espectro Raman), obtenido por deconvolución y resolución de banda de los espectros Micro-Raman. Los resultados fueron comparados mediante análisis morfológicos y químicos utilizando un microscopio electrónico de barrido SEM acoplado con un detector EDS de rayos X de estado sólido. Se obtuvo un porcentaje de reflectancia de vitrinita (%Ro) de 4.3 %, 3.8 % y 0.07 %, un porcentaje de carbono por análisis EDS de 91.47 %, 87.78 %, 73.4 %, una descripción morfológica por análisis SEM presentando superficies lisa, rugosa y rugosa-grumosa y tamaño de poro entre 0.7 µm - 0.8 µm, 1.3 µm - 1.5µm y 0.2 µm - 0.7 µm para las muestras de tipo antracita, semi-antracita y bituminoso, respectivamente. Los resultados mostraron que, con base en este método, fue posible obtener un modelo que permite analizar y caracterizar rápidamente el carbón. Los resultados se comparan muy bien con los de los carbones colombianos normalizados por otros métodos para mejorar la precisión de la medición. Sin embargo, el método modificado no ofreció un ajuste apropiado para el carbón de rango inferior y produjo valores de reflectancia extremadamente bajos. Este efecto posiblemente esté relacionado con la estructura molecular de la materia orgánica en el carbón o la presencia de interferencia de fluorescencia.

Palabras clave

análisis de macerales, cambios estructurales, deconvolución, espectroscopía Raman, rango de carbón, reflectancia, segunda derivada

Biografía del autor/a

Ruben Dario Urbano-Noguera, M.Sc. (c)

Roles: Conceptualization, Methodology, Investigation, Formal Analysis, Validation, Writing – original draft.

Hugo Armando Estupiñan-Duran, Ph. D.

Roles: Formal Analysis, Validation, Writing – review & editing.

Gustavo Neira-Arenas, Ph. D.

Roles: Formal Analysis, Writing – review & editing.

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