利用红外光谱构建抚顺煤大分子结构模型

为研究低阶煤的转化机理,需对其大分子结构进行深入的研究。本文在分析抚顺长焰煤的元素组成和红外光谱的基础上,利用谱图分峰的手段对红外谱图进行分峰,并计算出芳氢率、H/C、侧链长度和芳碳率等结构参数,最后用ChemOffice Ultra 2010软件进行绘制大分子结构模型,通过不断调整各原子的链接形式,使模型的元素组成及各项结构参数接近测试值,最终得到的抚顺长焰煤模型的分子式为C194H193CaN3O27。     

高灰煤中矿物质及碳结构的振动光谱分析

利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱和X射线衍射(XRD),分析了广西合山煤(GX)和平顶山煤(PD)及其酸洗煤的矿物质组分和碳结构。FT-IR谱图显示,GX和PD原煤的高岭石含量最为丰富,其次是石英和方解石,由二阶导数红外谱图发现,煤中还存在云母、蛇纹石、石膏和碱性长石。此外,从FT-IR谱图出现的三个层间水OH伸缩振动峰(3 695、3 651和3 619 cm^-1)判断煤中高岭石的结晶度不高。酸洗煤的FT-IR和XRD分别显示出清晰的芳香C=C官能团峰(1 600 cm^-1)和微晶碳(002)衍射峰;原煤的FT-IR和XRD都表明,矿物质完全掩盖了碳的信息。尽管如此,原煤及酸洗煤的拉曼谱图显示出清晰的缺陷碳峰(D峰)和石墨碳峰(G峰),而矿物质的信息完全被信号更强的碳峰掩盖。酸洗处理对煤的碳结构有较弱的影响,酸洗煤的碳结构有序度略低于原煤。     

山西高阳焦煤碳结构研究与谱学表征

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f_(al)~*_、亚甲基碳/次甲基碳f_(al)~H_、氧接脂碳f_(al)~O、羰基碳/羧基碳f_a~C、芳烃碳f_a′、烷基取代芳碳f_a~S、芳香桥碳f_a~B、氧接芳碳f_a~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f_a、脂碳率f_(al)、质子化芳碳f_a~H、非质子化芳碳f_a~N和芳核平均结构尺寸X_b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%。     

抚顺烟煤的固体核磁共振 X射线衍射和电子能谱的研究

用高分辨固体核磁共振,X射线衍射和光电子能谱等近代物理方法,研究了抚顺西露天矿长焰煤的镜煤质,以及该镜煤质的吡啶不溶物,吡啶可溶苯不溶物和超临界抽提后的残煤的大分子结构。获得了上述样品的芳香度参数(fa)、碳原子分布、微晶参数(dr,dm,da,dc)及碳、氧、氮元素的结合形态。并对抚顺西露天长焰煤的大分子结构提出了一些初步的看法。     

不同变质程度煤的高分辨率透射电镜分析

利用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)分析了三种不同变质程度煤样的结构特征。基于傅里叶-反傅里叶变换方法,并结合Matlab、Arcgis和Auto CAD软件,通过图像分析技术,获得了HRTEM照片的晶格条纹参数。结果表明,三种煤样的晶格条纹呈现不同特征,按条纹长度分别归属于1×1-8×8共计八个类型。以3×3为临界点,在1×1和2×2中,ML-8中芳香层片的比例高于DP-4和XM-3;在3×3-8×8中,ML-8中芳香层片的比例低于DP-4和XM-3。对比HRTEM和XRD参数d002发现,随着镜质组反射率的增加d002都呈现递减趋势。     

茂名和抚顺油页岩组成结构的研究——Ⅲ.有机质的平均结构单元

对茂名和抚顺油页岩的有机质及其超临界态甲苯抽出沥青,用各种分析方法进行比较,证明这两种油页岩有机质具有多聚物的结构特征。用显微光度计测定了有机质的平均反射率,由此计算得到折射率。应用Krevelen等关于煤的折射率一密度一元素分析一芳碳率一分子量的关联法,得到两种有机质平均结构单元重为4200—4800,并由此推算了它们的化学式为C_(302)H_(440)O_(23)N_6S_2与C_(312)H_(4(?))O_(16)N_7S_2。归纳了有关茂名油页岩有机质的结构特征,据此提出了它的平均结构单元的结构模型,并讨论了抚顺与茂名油页岩两者的异同。     

富含树皮体和半丝质体煤的液化反应性和~(13)C-核磁共振分析的研究

通过对富含树皮体的煤和半丝质体的煤进行液化研究和结构分析,探讨其液化产品的产率与结构参数之间的关系。富含树皮体的煤的氢含量和挥发分含量均高,H/C原子比也很高。13C-核磁共振分析表明,所有用煤都以芳香族碳为主。WEST样品的芳碳率最高,LP、CG和DHB样品中CH2基团碳含量高于CH3基团碳含量,且CH2基团碳含量高于其他三个样品。而P858样品中CH3基团碳含量高于CH2基团碳含量。液化结果表明,LP、CG和DHB有高的液化转化率和油收率。煤液化的油收率和煤结构中的CH2基团碳含量以及转化率和煤的芳碳率之间都存在明显的相关关系。因此,13C-核磁共振技术可以用来预测煤液化产品的收率。     

付里叶变换红外光谱法测定煤衍生液体的芳碳率

芳碳率f_a(芳香碳占总碳的分数)是表征煤和煤衍生液体(以下简称煤液体)的重要参数。早在六十年代,Brown和Ladner就提出了从~1HNMR和元素分析数据计算f_(?)值的著名公式。它的最简单形式如下:     

茂名和抚顺油页岩组成结构的研究Ⅰ.有机质的芳碳结构

用两种方法研究了茂名和抚顺油页岩的有机质:一是用HCI与HF处理分离有机质后直接进行化学与仪器分析;一是用甲苯在超临界态(385℃,15MPa)下抽提,得到对有机质为75—81w%的沥青,并对沥青进行结构分析。然后,分别用核磁共振波谱法测定它们的芳碳率,结果分别为0.30和0.34。将超临界流体抽提沥青分离为族组分,用核磁共振与X-射线衍射法分析测定它们芳碳部分的主要结构参数及其聚集态。结果表明,两种油页岩有机质中的芳碳结构性质相似,芳环缩合度较低,取代度较高,芳环片多未形成规整的层状聚集,反映了低成熟度腐泥型油页岩有机质的结构特征。     

汝箕沟无烟煤的分子结构——MAS/CP及偶极去相~(13)C核磁共振法的应用

利用魔角自旋、交叉极化和偶极去相技术~(13)C 核磁共振法测定了汝箕沟煤——测定粘结指数专用无烟煤的芳碳率和质子化与非质子化芳碳的比例。其值为f_a=0.94,f_a-H=0.448,f_a-x=0.492,f(?)=0.037,f(?)=0.0038。结合X 射线衍射谱图估算出,其分子结构为每个层面约有13个芳环的非追位结构,脂肪侧链很少。每一结构单元层面重为626,层间距d_(002)=3.4957(?),约由5单层平行迭加而构成(Lc=20.5121(?)),属变质程度较低的无烟煤。     

烟煤的拉曼光谱分析

为了分析煤的化学结构及性质,本文对大同塔山矿的煤样进行拉曼光谱测试。结果表明:在拉曼光谱一级模内存在两个明显的振动峰,分别为1 367cm~(-1)的D峰与1 593cm~(-1)的G峰,通过峰强度比(I_D/I_G=0.72)和半峰宽等信息可以确定出样品中芳香层排列有序化程度较高,侧链及杂原子含量较低。除此之外,在拉曼光谱中还发现方解石、白云石、金红石、锐钛矿、磁铁矿等无机矿物质的特征峰。对煤样进行X-射线衍射(XRD)和X-射线荧光光谱(XRF)测试,在XRD光谱中发现了金红石、锐钛矿及磁铁矿的衍射峰,在XRF测试中发现Al、Si、P、S、Ca、Ti、Fe、Sr等元素类型,证实了上述矿物质的存在。     

东北两种泥炭超临界萃取物结构研究

对东北两种泥炭(桦甸草本泥炭、伊春藓类泥炭)超临界萃取物进行了元素分析、平均分子量测定、红外分析和~1HNMR分析,并对桦甸泥炭萃取物中正己烷可溶物进行了GC-MS分析。结果表明,萃取物中含有脂肪族结构、芳香结构、大量含氧基团,并含有脂环化合物。桦甸泥炭萃取物平均分子量为325,芳碳率为0.34,芳香结构以单环为主;伊春泥炭萃取物平均分子量为315,芳碳率为0.52。     

两种溶剂精制煤(SRC)的组成和结构 Ⅱ.芳烃馏份的核磁共振波谱及FT红外光谱分析

利用~(13)C-,~1H-n.m.r.(包括多脉冲自旋回波~(13)C-n.m.r.)及FT红外光谱对大同和抚顺两种煤的SRC芳烃馏份进行了分析。对芳烃样品的有关谱图进行了定性分析,并采用~(13)C-,~1H-o.m.r.联合推导平均分子结构的方法计算了各样品的平均结构参数。研究表明,两种煤SRC芳烃的组成结构有显著差别:抚顺SRC芳烃的芳核具有敞开式构型,稠合芳环数小(约3个),脂环发达。大同煤SRC衍生的两个芳烃馏份都具有较高的芳香度,其中DT-2A环数3-4,缩合度高,含较多的芘和荧蒽的同系物,DT-2B为6芳环的渺位缩合多环芳烃。     

委内瑞拉减渣供氢热转化中沥青质结构变化研究

以委内瑞拉减压渣油为原料,在高压反应釜内考察了反应温度425 ℃时不同反应时间下常规热转化与供氢热转化反应前后沥青质的平均相对分子质量、元素组成、氢类型分布及其平均结构参数变化。结果表明,与常规热转化相比,反应时间相同时,供氢热转化过程所得残渣油沥青质平均相对分子质量较低,S/C原子比较低,而H/C原子比及活泼性氢量较高。供氢剂能够在热转化过程中降低残渣油沥青质的芳碳率,提高其环烷碳率及环烷环与芳香环的比值,从而延缓其相分离及生焦过程。     

应用红外光谱研究脱灰对伊敏褐煤结构的影响

对伊敏褐煤的原煤和脱灰煤进行了红外光谱分析,并通过分段分峰拟合分析了脱灰前后伊敏煤结构的变化。结果表明,脱灰处理对煤中有机结构会产生一定影响。对脂氢和羟基氢键有机结构影响较小,脱灰后,脂氢结构中CH2不对称伸缩振动没有变化,CH伸缩振动明显减少,而CH2对称伸缩振动和CH3不对称伸缩振动略有增加;羟基氢键结构中羟基N羟基、自缔合羟基氢键以及羟基π氢键的强度有所降低,而环氢键和羟基醚氢键的吸收强度有所增加;对芳香结构和含氧官能团的影响较大,芳香结构由原煤中的苯环三取代占主导地位转变为脱灰煤中的苯环三和四取代;含氧官能团中烷基醚和脂肪羧酸脱灰后吸收峰的强度明显减弱,这是由于水解反应导致的,而酚羟基和羧酸脱灰后吸收强度明显增强。     

衬底温度对全氟取代酞菁锌固体薄膜微结构的影响

用UV-Vis光谱、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对全氟取代酞菁锌(F₁₆PcZn)在不同温度下的石英衬底上的分子堆砌方式进行了研究,F₁₆PcZn分子沉积按3个阶段进行.首先通过F^-原子与石英衬底的强相互作用形成“card-packing”奠基层,进而形成“amorphousaccumulation”过渡层,最后形成有序的“brick-stacking”结晶层.三种分子堆砌方式对应的吸收光谱谱峰分别出现在640,670和810nm附近.810nm附近吸收峰形状的变化说明衬底温度升高有利于“brick-stacking”堆砌方式的实现,AFM观察的结果证实衬底温度升高使结晶微畴增大.常温下结晶层中分子以单斜点阵平行排列,点阵常数a为1.494nm,在250～300℃下分子发生位型微调,F₁₆PcZn分子采取更致密的堆积方式(a=1.428nm).     

神府煤热解的结构变化及煤焦加氢反应性研究

将煤加氢过程分解为原煤热解和焦加氢两个过程,在固定床反应器内研究了煤热解和焦加氢反应。采用红外气体分析仪、拉曼光谱仪和X射线衍射仪,分析研究了煤热解过程中气体组分含量与煤焦微观结构变化的相互关系以及煤焦微观结构对其加氢反应特性的影响。结果表明,热解温度对煤焦的微观结构和加氢反应性有较大影响,400-800℃,随着温度升高,煤焦拉曼分峰面积比A_(D1)/A_G、A_(D2)/A_G、A_(D3)/A_G、A_(D4)/A_G均上升,A_G/A_(All)减小。800-900℃,A_G/A_(All)增大,无序碳的相对含量增加,石墨化进程明显。煤焦的XRD分析与拉曼光谱分析结果一致。400-800℃,随着温度升高,煤焦中碳结构晶面间距d_(002)先增加后减小,堆垛高度L_(002)增加,晶面间距与堆垛高度比d_(002)/L_(002)减小,煤焦中石墨碳结构的含量增加。800-900℃,d_(002)减小,L_(002)明显增大。采用拉曼分峰比(aA_(D1/G)+bA_(D2/G)+cA_(D3)/G+dA_(D4/G))与加氢反应性特征参数τ_(0.5)进行线性拟合,得到代表碳微晶结构加氢反应性的拟合因子,且拟合因子越大,相应碳微晶的加氢反应性越好。     

SrS:Eu,Sm的制备及其光谱特性的研究

采用碳还原法合成SrS:Eu,Sm,研究了灼烧温度及灼烧时间对样品发光性能的影响.通过X射线衍射(XRD)测试证明合成材料纯度较高,样品具有SrS的面心立方结构,晶格常数为0.601nm.样品的激发谱峰值在272、340、466nm处,荧光光谱的峰值在614nm处,光激励发光峰为608nm,光激励发光的光谱响应范围为800—1400nm.     

低中煤级煤结构演化的XRD表征

通过对28个最大镜质组反射率0.30%-2.05%镜煤样品的X射线衍射(XRD)分析,获得XRD结构参数,得到这些参数随反射率增大呈现的阶段性规律。在镜质组反射率小于1.0%阶段,L_a和L_c急剧增加,d_(002)迅速减小,含氧官能团的脱落和脂肪长度支链化程度减小占主导;在1.0%-1.6%阶段,L_a持续增加,d_(002)先增加后减小,L_c先减小然后趋于平稳,芳香体系脱氢和调整空间位阻同时进行;在1.6%-2.0%阶段,d_(002)持续减小,L_c和L_a的增大,煤结构演化以芳构化为主。XRD结构参数演化与第一、二次煤化作用跃变关系密切。     

铱(Ⅲ)卟啉β-羟乙与基醛的碳氢键活化(英文)

铱(Ⅲ)卟啉β-羟乙基,IrⅢ(ttp)CH2CH2OH(ttp=5,10,15,20-二价阴离子tetratolylporphyrinato),发现选择性裂解芳醛的醛的碳-氢键和给铱酰基配合物。酰基铱配合物对羰基化和脱羰反应以及潜在的功能化研究的很好的候选材料。这碳-氢键的建议活化机理:通过初始的β-羟基消除IrⅢ(ttp)CH2CH2OH生成IrⅢ(ttp)OH,然后进行与醛的CH键的σ-键复分解发生。