神东2-2煤镜质组大分子结构模型13C-NMR谱的构建与修正

利用浮沉离心法得到了神东原煤的镜质组（SDV）,并对其进行了固体¹3C-CP/MAS NMR测试和元素分析。由¹3C-NMR实验得到了SDV中碳原子的结构分布特征和12种结构参数。结果表明,在SDV的结构中芳香碳原子的存在形式主要是缩合程度为2的萘,其余则是以苯环和含杂原子的芳香环。利用结构参数和元素分析的结果构建了SDV的大分子结构模型, 并运用¹3C-NMR预测软件ACD/CNMR predictor计算了SDV大分子结构模型的¹3C 化学位移。根据计算结果对SDV的大分子结构模型进行了修正,获得了能和实验谱图吻合较好的大分子结构模型。     

霍林河褐煤热解甲烷生成反应类型及动力学的热重-质谱实验与量子化学计算

应用开放体系的热重-质谱联用技术(TG/MS)对未成熟的霍林河褐煤(镜质组最大反射率ROmax为0.33%)进行了热解模拟, 获得了甲烷的在线析出速率曲线. 曲线拟合结果表明, 甲烷生成速率曲线可以分解为5个峰, 结合化学动力学分析, 发现低温阶段甲烷的峰为吸附甲烷析出峰, 其余四个峰为热解甲烷的生成峰, 代表四类不同的化学反应. 将煤的结构特征及量子化学的理论计算相结合, 认为甲烷的生成包括4类反应, 类型1为与氧等杂原子相连的脂碳断裂; 类型2包含了两种反应, 一种是短链脂肪烃类官能团β位断裂, 另一种是所形成的长链脂肪烃类物质二次裂解; 类型3是与芳核直接相连的甲基热解脱落; 类型4为存在于煤结构中脂肪类物质的芳香化.     

三种高变质程度煤热解过程中H2的逸出特征研究

氢气是煤热解的主要气体产物之一。近年来,随着氢能源研究热潮的兴起,煤制氢成为煤转化技术新的研究热点。由于煤的热解是煤热转化过程的初次阶段,深入分析煤热解过程中氢的析出特征不仅可以深入理解煤的热解机理,而且也可以为煤热转化的后续工艺设计提供基础。同时,也是理解地     

兖州煤大分子结构模型构建及其分子模拟

结合兖州煤的工业分析与元素分析及¹³C CP/MAS NMR实验结果构建了其大分子结构模型;芳香化合物以苯为主;脂肪结构以脂肪侧链、环烷烃和氢化芳环的形式存在,且甲基、亚甲基和次甲基的含量相当;17个氧原子分别以羧基、羰基与羟基型式存在;三个氮原子分别以吡啶与吡咯的形式存在;五个硫原子以噻吩型硫的型式存在。采用分子力学（MM）和分子动力学（MD）对兖州原煤化学结构模型进行能量最小化模拟,显示稳定大分子结构的主要能量按大小排序依次为范德华能、键扭转能、键角能与键伸缩能;分子内芳香层片之间的π－π相互作用,使其以近似平行的方式排列。量子化学半经验方法（AM1）模拟结果表明,羰基碳原子相连的C－C键的活性比较高;模型中与S相连的C原子、边缘C原子都有较多的负电荷,易于发生氧化反应,而芳香碳原子所带电荷较少,稳定性很高。
     

神东煤镜质组结构模型红外光谱的量子化学计算

为了煤的洁净、高效和高附加值利用,需要从分子水平上了解煤的结构。在文献[5]中,作者以元素分析和13C核磁共振为依据构建了神东煤镜质组(SV)的结构模型,所建模型的13CNMR模拟计算结果能很好的和实验结果比对,为了进一步验证该模型的准确性,以半经验量子化学计算方法VAMP对SV模型结构的红外谱进行了计算。结果显示模拟计算得到的红外谱图与实验谱图相比峰形相似,但整个计算谱明显偏向高波数区域。经过对相关模型化合物的红外谱进行计算,其原因是半经验方法计算所得官能团结构的振动频率均高于实验测试结果。依此对SV结构模型的红外模拟谱进行修正,修正后实验和模拟谱图能很好地吻合,这进一步证实SV结构模型可以真实的反映神东煤镜质组的结构组成特点。     

西北地区侏罗纪煤显微组分结构的Micro-FTIR研究

我国西北地区侏罗纪煤资源丰富,揭示该地区煤显微组分的微观化学结构特征是对其进行合理高效利用的必要前提。采用透射式显微傅里叶红外光谱技术(Micro-FTIR)对西北地区侏罗纪煤中主要显微组分——镜质体、丝质体、半丝质体的分子结构特征进行了分析。结果表明,相对于丝质体,镜质体和半丝质体的脂肪氢相对含量较高,而芳香氢、CO相对含量较低,半丝质体的脂肪氢相对含量高于丝质体的这一分子结构特点是导致西北地区侏罗纪煤虽富含惰质组却具有较高反应性的一个重要原因;相对于强还原型煤,弱还原型煤镜质体、半丝质体和丝质体皆具有较低的脂肪氢相对含量及较高的CO相对含量,成煤过程中不同强度的氧化作用是造成煤具有不同还原类型的原因之一。