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淖毛湖褐煤分级萃取可溶有机质的组成结构特征及萃余残渣的热转化性能

2021-11-20毛凯敏莫文龙马凤云马亚亚魏贤勇

燃料化学学报 2021年10期

毛凯敏 ,莫文龙,* ,马凤云,* ,马亚亚 ,王 越,2 ,魏贤勇,3 ,樊 星,3

(1. 新疆大学化工学院,省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室,煤炭清洁转化与化工过程新疆维吾尔自治区重点实验室,乌鲁木齐 新疆,830046;

2. 煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室,徐州 江苏,221116;3. 山东科技大学 化学与生物工程学院,青岛 山东,266590)

煤的溶剂萃取是研究煤的组成和结构的有效手段[1,2]。煤中的小分子化合物主要通过氢键、范德华力、弱络合键等与大分子骨架结构相互作用。常温萃取可以破坏这些相互作用,但不破坏煤的大分子结构。通过分析不同溶剂对煤萃取后的各级可溶物和最终萃余残渣,一方面,可以为煤结构的建立和验证提供依据;另一方面,煤中小分子组成和结构在一定程度上代表了煤反应性的强弱。通常认为,煤的溶剂萃取是通过溶剂扩散渗透-交联键断裂-煤网络结构打开-有机质溶解的过程进行的[3]。因此,对这几个过程产生影响的试剂或操作都会影响到煤的萃取率。通过以上分析,煤的溶剂萃取主要受到两个因素的影响,一是溶剂对煤的溶解度(这将取决于溶剂和煤的结构和性质);二是溶剂对煤交联结构的渗透能力。

迄今为止,人们已经试验了几十种单一溶剂或两种及两种以上混合溶剂对煤的萃取性能,仅发现吡啶、乙二胺、N-基吡咯烷酮(NMP)等少数几种溶剂对煤的萃取率较高,且发现混合溶剂往往具有比单一溶剂更好的溶解性能。Ma 等[4]使用甲醇、二硫化碳、丙酮等溶剂对和丰次烟煤进行逐级超声萃取,发现甲醇的萃取产物主要为酯类和醛类等含氧类化合物。……

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