东胜长焰煤热解含氧官能团结构演化的^(13)C-NMR和FT-IR分析

作     者：宋昱 朱炎铭 李伍 SONG Yu;ZHU Yan-ming;LI Wu

作者机构：中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 

出 版 物：《燃料化学学报》 (Journal of Fuel Chemistry and Technology)

年 卷 期：2015年第43卷第5期

页      面：519-529页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081702[工学-化学工艺] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(41072117 41472135) 

主　　题：东胜长焰煤 热解 含氧官能团 结构演化 13C-NMR FT-IR 

摘      要：以东胜煤田色拉一号井田2号煤层长焰煤为研究对象,利用浮沉离心法富集其镜质组。基于工业分析、元素分析、13C-NMR、FT-IR、谱图分峰拟合技术和化学分析测试,求取镜煤及一系列热解煤含氧官能团结构与含量参数,从不同角度研究了含氧官能团的分布规律与演化特点。镜煤中羧基、羰基含量分别为8.91~10.90 mol/kg、1.61~1.79 mol/kg,随热解温度升高羧基显著减少。热解作用促使以端基形式连接在脂肪链或脂肪环结构氧上的甲基和亚甲基首先脱去,且在温度高于350℃后基本稳定。氧在热解过程赋存状态的变化是芳香体系与脂肪体系相互竞争的结果,510℃热解煤中芳香类氧和脂肪类氧的含量分别为7.49、3.45 mol/kg。羟基的演化过程与热解过程中氧的赋存状态密切相关。随着热解过程的进行,在热解温度低于440℃时,各种羟基含量均减少,热解过程对于大分子网络的破坏干扰了各种氢键作用,而羟基π作用则暂时增强,至510℃时各种氢键含量均降为最低。东胜长焰煤中含氧官能团化学活性顺序为:[COOH][R-O][Ar-O-Ar,Ar-O-C,C-O-C][C=O]。镜煤非活性醚键含量为0.68 mol/kg,活性醚键为0.48 mol/kg,主要为非活性醚键。