无烟煤具有与石墨相似的层片结构，但其片层结构定向性远不及石墨。如果采用深加工技术对无烟煤进行改性，制备煤基功能性复合材料，将为煤炭资源的洁净利用提供新途径。
本书在说明无烟煤原材料基本性质的基础上，重点介绍了无烟煤改性获得煤基功能性复合材料的各项改进技术与原理。主要包括无烟煤的氧化和酸浸处理，无烟煤的溶胀和插层改性，无烟煤的球磨改性，无烟煤橡胶复合材料的制备及性能表征，无烟煤的增强和阻隔机理等。
本书可供炭材料研发、煤洁净化技术开发、新材料以及煤炭选矿、加工、应用领域的研发人员、技术人员参考。

章绪论1
1.1煤的种类和特征2
1.2煤的结构3
1.2.1煤的大分子结构3
1.2.2煤中的低分子化合物6
1.2.3煤的结构模型6
1.3中国无烟煤的资源分布与特征12
1.3.1中国无烟煤的分类12
1.3.2中国无烟煤资源的分布概况13
1.3.3中国无烟煤煤质特征13
1.3.4中国主要矿区无烟煤的利用途径15
1.4煤的深加工现状17
1.4.1煤的氧化研究进展17
1.4.2煤的酸浸研究进展19
1.4.3煤的溶胀处理研究现状20
1.4.4煤的插层处理研究现状21
1.4.5煤的表面改性处理研究现状22
1.5煤基功能性填料的研究进展22
1.5.1煤基树脂复合材料的研究22
1.5.2煤基橡胶复合材料的研究23
1.6煤基功能性填料的应用及发展趋势24
1.6.1煤制功能性填料的优势24
1.6.2煤基功能性填料的应用及发展趋势25

第2章无烟煤微观结构特性研究26
2.1工业分析与元素分析26
2.1.1工业分析26
2.1.2元素分析26
2.2矿物组成分析27
2.3微观结构分析28
2.3.1X射线衍射（XRD）分析28
2.3.2拉曼(Raman)光谱分析29
2.3.3扫描电子显微(SEM)分析30
2.4表面活性分析31
2.4.1红外光谱(FTIR)分析31
2.4.2X射线光电子能谱（XPS）分析33

第3章无烟煤的酸浸氧化改性38
3.1酸处理对无烟煤结构的影响38
3.1.1酸浸无烟煤的制备38
3.1.2酸浸浓度的影响39
3.1.3酸浸时间影响41
3.2氧化处理对无烟煤结构的影响44
3.2.1氧化无烟煤的制备44
3.2.2硝酸氧化对无烟煤结构的影响44
3.2.3高锰酸钾氧化对无烟煤结构的影响45
3.2.4过氧化氢氧化对无烟煤结构的影响47
3.3焙烧酸浸联合处理对无烟煤结构的影响55
3.3.1焙烧酸浸处理煤样的制备55
3.3.2XRD分析55
3.3.3拉曼光谱分析57
3.3.4XPS分析59
3.3.5FTIR分析66
3.3.6A26/A20和无烟煤结构参数间的关系70
3.3.7SEM分析70
3.4过氧化氢氢氟酸联合处理对无烟煤结构的影响72
3.4.1过氧化氢氢氟酸联合处理煤样的制备72
3.4.2拉曼光谱分析72
3.4.3FTIR分析74
3.4.4XRD分析77
3.4.5SEM分析77
结论79

第4章无烟煤的溶胀和插层改性81
4.1无烟煤的溶胀改性81
4.1.1溶胀煤样的制备81
4.1.2一元溶胀改性81
4.1.3二元溶胀改性81
4.2无烟煤的插层改性84
4.2.1无烟煤插层样品的制备84
4.2.2小分子插层改性84
4.2.3不同单体聚合插层改性86
4.2.4不同条件下丙烯酰胺聚合改性90
结论97

第5章无烟煤的机械力化学改性98
5.1无烟煤的干法球磨改性98
5.1.1干法球磨工艺条件98
5.1.2不同改性剂对球磨无烟煤性能的影响99
5.2无烟煤的湿法球磨改性112
5.2.1湿法球磨工艺条件112
5.2.2不同改性剂对球磨无烟煤性能的影响113
5.2.3改性剂复配对球磨无烟煤性能的影响123
结论135

第6章无烟煤/橡胶复合材料的制备及性能136
6.1无烟煤/橡胶复合材料的制备与性能表征136
6.1.1无烟煤/橡胶复合材料的制备136
6.1.2无烟煤/橡胶复合材料性能表征137
6.2无烟煤/橡胶复合材料的力学性能137
6.2.1改性剂类型对橡胶复合材料力学性能的影响137
6.2.2改性剂复合对橡胶复合材料力学性能的影响140
6.3无烟煤/橡胶复合材料的热稳定性能140
6.3.1改性剂类型对橡胶复合材料热稳定性能的影响140
6.3.2改性剂复合对橡胶复合材料热稳定性能的影响143
6.4无烟煤/橡胶复合材料的气体阻隔性能145
6.4.1改性剂类型对橡胶复合材料气体阻隔性能的影响145
6.4.2改性剂复合对橡胶复合材料阻隔性能的影响146
6.5无烟煤/橡胶复合材料的微观结构147
6.5.1磺酸盐改性煤填充丁苯橡胶147
6.5.2硅烷偶联剂改性煤填充丁苯橡胶148
6.5.3铝酸酯、钛酸酯偶联剂改性煤填充丁苯橡胶149
6.5.4复合改性煤填充丁苯橡胶151
结论154

第7章无烟煤对橡胶复合材料的增强贡献机理155
7.1改性无烟煤在橡胶复合材料中分散性评价模型155
7.1.1分散性能表征方法155
7.1.2分形理论基本知识156
7.1.3分形维数的计算过程158
7.1.4分形在煤基橡胶复合材料分散性评价中的应用160
7.2改性无烟煤对橡胶复合材料的补强机理163
7.2.1传统填料的补强机理163
7.2.2煤基填料对橡胶的补强机理166
7.3改性无烟煤对橡胶复合材料阻隔增强机理170
7.3.1煤基填料的阻隔机理170
7.3.2气体阻隔模型171

参考文献179