^13C固体核磁共振分析煤中含氧官能团的研究.pdf

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1、第4l卷第12期燃料化学学报VOl_41No．122013年12月JournalofFuelChemistryandTechnologyDec．2013文章编号：0253-2409(2013)12—1422-05C固体核磁共振分析煤中含氧官能团的研究王永刚，周剑林，陈艳巨，胡秀秀，张书，林雄超(中国矿业大学化学与环境工程学院，北京100083)摘要：采用”C交叉极化／魔角旋转一核磁共振(”CCWMASNMR)技术对四种煤进行分析，结合化学分析方法，考察了含氧官能团的分布规律，尤其是非活性醚键的含量。结果表明，”CCP／MASNMR方法可以定量分析煤中部分含氧官能团，四种煤中羧基

2、和羰基的含量分别为0．00～1．41和0．45～1．91mol／kg；”CCWMASNMR与化学分析方法结合，可以定量解析煤中非活性醚键的含量，四种煤的醚键含量值为5．33～10．54moVkg，而活性醚键含量仅为0．04～0．13mol／kg，煤中醚键的赋存状态以非活性醚键为主。关键词：煤；含氧官能团；”C—CP／MASNMR；非活性醚键中图分类号：TQ533．9文献标识码：AContentsof0-containingfunctionalgroupsincoalsbyHCNMRanalysisWANGYong-gang，ZHOUJian—lin，CHENYan-ju，HUX

3、iu—xiu，ZHANGShu，LXiong-chao(SchoolofChemicalandEnvironmentalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China)Abstract：ThesolidstatehighresolutionCCP／MASN]ⅦRtechnologywasemployedtoanalyzeO-containingfunctionalgroupsin4coals．ThevariationandcontentsofinactiveO．containingfunc

4、tionalgroupsinthecoalswereobtainedincombinationwithchemicalmethod．TheresultsshowthattheCCP／MASNMRmethodiseffectivetoobtainthecontentsofsomeO．containingfunctionalgroups．Thecontentsofcarboxylandcarbonylinthelowrankcoalarefrom0．00to1．41andfrom0．45to1．91moL／kg．respectively．Combinedwithchemicalme

5、thod．thecontentofetherbondisobtained，whichisfrom5．33to10．54mol／kg．However，thevalueofinactiveetherbondinthecoalsisonlyfrom0．04t00．13mol／kg．andtheoccurrenceoftheetherbondispredominantlyinactive。fewofthemexistsinhighrankcoa1．Keywords：coal；O—containingfunctionalgroups；”CCP／MASNMR；inactiveethers不

6、同变质程度的煤在化学转化过程中反应性的方法，具有较高的分辨率，能较完善地解析碳原子的差别，主要是由煤的大分子结构和煤中各种有机官分布状态，为研究与碳原子相连的氧的状态提供了能团反应活性的差异决定的。煤中氧主要以羧基、可能，因此，进一步解析可以得到含氧官能团的分布羟基、羰基、活性醚键和非活性醚键等有机含氧官能信息。本实验采用固态CCP／MASNMR技术，结团的形式存在，煤中含氧官能团测定方法主要有化合化学分析方法，研究煤中含氧官能团的赋存状态学分析法¨和仪器分析法。化学方法主要和分布规律。是采用与含氧官能团发生反应的特定试剂，利用酸1实验部分性含氧官能团在不同pH值条件下的解离程

7、度不1．1实验煤样及化学方法测试同，对显酸性的羧基和酚羟基进行测定l4J。化学煤样粉碎至小于150Ixm，4O℃真空干燥12h方法测定比较多的是煤中羧基、酚羟基J，也有少测定其元素分析和工业分析，结果见表1，HLH为霍量的醇羟基、羰基以及活性醚键的，研究。已有林河煤(褐煤)，HDG为黑岱沟煤(低阶煤)，BLT为研究结果表明J，通过化学方法可以定量煤中78％补连塔煤(低阶煤)，LA为潞安煤(高阶煤)。左右的含氧官能团，尚有一部分非活性醚键由于化化学方法测试步骤见参考文献。学反应性较弱，采用化学