山西高阳焦煤碳结构研究与谱学表征

• 作者: 张明旭 李洋 李芬 葛涛 蔡川川
• 来源期刊: 化学研究与应用
• 学科: 化学
• 关键词: 炼焦煤 13CCP/MAS-NMR FTIR XPS 碳结构
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1194-1199
• 页数: 6页
• 分类号: O657
• 字数: 2114字
• 语种: 中文

摘要

煤是由多种官能团、多种化学键组成的复杂有机结构大分子物质,有机质碳是煤结构的骨架,是构成煤中有机质及形成焦炭的主要元素.研究炼焦煤中的碳结构,对构建炼焦煤大分子结构模型,认知炼焦煤结构及反应性具有重要意义.分别利用Peakfit V4和XPS Peak4.1软件对13 C CP/MAS-NMR、FTIR和XPS谱图进行拟合解析,对比研究不同测试方法的解析结果,探索炼焦煤中碳结构的主要特征,获取芳碳率、芳氢率、芳核平均结构尺寸等煤结构单元基本参数.山西高阳焦煤芳碳率的13 C CP/MAS-NMR、FTIR和XPS分析结果基本一致,分别是0.81、0.83和0.81.FTIR分析结果表明,芳香结构主要包括苯环二取代、苯环四取代和苯环五取代,占比分别是39.63％、32.24％和28.13％.脂肪结构主要以亚甲基形式存在,含量达到77.43％,甲基、次甲基含量依次减少,脂肪烃碳链长度较短为0.11.因此,山西高阳焦煤中存在较多的烷基侧链.根据13 C CP/MAS-NMR拟合结果,获知甲基碳fa l*、亚甲基碳/次甲基碳fa l H、氧接脂碳fa l O、羰基碳/羧基碳fa C、芳烃碳fa′、烷基取代芳碳fa S、芳香桥碳fa B、氧接芳碳fa P分别为0.06、0.06、0.04、0.05、0.76、0.10、0.28、0.03,计算得到芳碳率fa、脂碳率fa l、质子化芳碳fa H、非质子化芳碳fa N和芳核平均结构尺寸Xb分别为0.81、0.19、0.35、0.41和0.37.XPS和13 C CP/MAS-NMR分析结果表明,山西高阳焦煤中羰基、醚氧键和酚羟基等碳氧官能团含量约占碳结构的5％.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张明旭	安徽理工大学材料科学与工程学院	207	1905	21.0	35.0
2	李芬	安徽理工大学材料科学与工程学院	11	94	4.0	9.0
3	李洋	安徽理工大学材料科学与工程学院	24	23	2.0	3.0
4	蔡川川	安徽理工大学材料科学与工程学院	15	74	6.0	8.0