系列有机溶剂对灵武烟煤萃取行为的影响与评价

以宁夏回族自治区灵武(LW)低阶烟煤为研究对象,考察系列溶剂对煤萃取效果的影响。研究表明,煤的萃取产率以酮类、醇类、含氮硫类、烃类溶剂的次序递减;所选用的6种不同类型溶剂中,丙酮对LW煤的萃取产率最高。研究还发现,萃取行为使得LW煤中含氧官能团变得裸露,从而变成可溶物质被萃取出来;不同类型有机溶剂对LW煤作用所得萃取物质的质量分数、种类各不相同且萃取物分布规律遵循相似相溶原理。

灵武与庆华烟煤显微惰质组富集物的分子结构模型化及对比分析

从原子分子尺度阐明煤炭微观分子结构和化学键合特征是实现煤炭全元素高效清洁转化的理论基础。其中煤炭分子模型构建及分析是透彻理解煤炭微观结构和反应的重要方法。相对煤镜质组显微组分,目前对惰质组的研究重视程度不足。本工作采用元素分析、XRD、XPS、FT-IR、^(13)C-NMR等现代材料表征方法结合分子模拟技术,对庆华煤和灵武煤2种宁夏烟煤惰质组富集物的分子结构进行了表征、建模和对比分析。研究确定了2种煤的化学结构特征,构建了惰质组分子结构模型:庆华煤C_(255)H_(179)N_(3)O_(14)S和灵武煤C_(244)H_(170)N_(4)O_(46)。计算和实验的光谱验证整体拟合程度较好,表明构建的分子结构合理。结果显示,庆华煤惰质组的变质程度高于灵武煤惰质组,2者中芳香基本单元均含有苯、萘、蒽、菲,庆华煤由于较高变质程度还含有芘、苯并[a]蒽和稠二萘。2者脂肪结构主要由脂肪环,氧接脂肪环以及少量的烷基侧链构成。其中灵武煤惰质组的含氧量高,导致氧接脂肪环的数量远大于庆华煤惰质组,分子结构也更为复杂。随着变质程度的加深,微晶尺寸逐渐增大,煤的层间距减小,芳香层不断凝聚,微晶结构趋于石墨化。这些发现揭示了2种烟煤惰质组富集物的结构特征,可为燃烧、热解、气化等热化学反应提供理论基础。

一种宁夏灵武低阶烟煤惰质组的分子模型构建

以宁夏灵武低阶烟煤惰质组为研究对象,首先用物理研究方法如工业分析、元素分析、XPS、FT-IR和^(13)C NMR进行物性表征,构建惰质组分子结构的2D模型,再用分子动力学进行结构优化得到3D模型。最后通过量子力学计算得到的红外和核磁谱图与实验谱图对比。二者之间的拟合程度较好,说明构建分子结构具有一定的合理性。最终确定宁夏灵武低阶烟煤惰质组的大分子结构为C_(244)H_(170)O_(46)N_(4)。