胜利褐煤和小龙潭褐煤在甲醇中的热溶及热溶物分析

研究了胜利褐煤(SL)和小龙潭褐煤(XLT)在甲醇中的热溶行为,并利用傅里叶变换红外光谱、气相色谱/质谱(GC/M S)和大气压固体分析探针/飞行时间质谱(ASAP/TOF-M S)对320℃热溶物的组成和结构特征进行了分析。两种褐煤热溶物产率均随温度升高而增加,但240℃后XLT热溶物(SPXLT)产率明显高于SL热溶物(SPSL)。GC/MS分析表明,两种褐煤热溶物以含氧化合物为主,尤其酚类的相对含量超过49%;与SPXLT相比,SPSL中烯烃、芳烃、醚类、羧酸、酯类和有机硫化合物(OSCs)含量较高,而烷烃、酚类、酮类和有机氮化合物含量较低;SPSL中的OSCs以噻吩为主,而SPXLT中的OSCs以硫醇为主。ASAP/TOF-M S可检测出热溶物中大量GC/M S无法检测出的较强极性和难挥发化合物;与SPXLT相比,SPSL中CHO和CHS族分含量较低,而CHN、CHNO、CHOS、CHNS和CHNOS族分含量较高;两种褐煤热溶物中化合物的碳数和双键数(double bond equivalent,DBE)主要分布在3-15和0-10,SPXLT中化合物的碳数和DBE分布相对集中。     

先锋褐煤及其热溶残煤的过氧化氢氧解

利用1-甲基萘（1-MN）对先锋褐煤进行热溶,并在温和条件下分别对原煤及其热溶残煤进行过氧化氢氧化。结合元素分析和FT-IR对各级产物进行结构表征,用GC/MS对氧化反应水溶性产物的甲酯化衍生物进行分析。结果表明,先锋褐煤在1-MN中的热溶率较低,320 ℃下热溶残煤（TR）的收率为81.01%,该煤主要以共价键交联的大分子结构为主,非共价键缔合的小分子含量较低,并以脂肪结构为主,含一定量的羰基以及少量的羟基和芳香结构。原煤和热溶残煤氧化水溶性产物中α,ω-二羧基烷酸含量较高,同时还发现,相当含量的芳香酸及三元羧酸存在,其中,α,ω-二羧基烷酸主要以丙二酸和丁二酸为主;原煤中可溶小分子易被氧化并生成较复杂的产物。与原煤相比,热溶残煤结构更为规整,氧化主要以共价键交联的大分子结构的氧化解聚为主,氧解率较低,水溶性氧解产物也较简单,种类较少,据此推测先锋褐煤的桥键主要以为-CH₂-和-CH₂-CH₂-为主。     

白音华褐煤可溶有机质的组成和结构特征

依次采用石油醚、环己烷、二硫化碳、丙酮、甲醇和等体积的丙酮/二硫化碳混合溶剂对白音华褐煤(BL)进行分级萃取得到萃取物(E_1-E_6),利用甲醇、甲苯和等体积的甲醇/甲苯混合溶剂对萃取残渣进行连续热溶得到热溶物(SP_1-SP_3)。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、气相色谱质谱(GC/MS)和实时直接分析-质谱(DART-MS)对萃取物和热溶物的组成和结构特征进行了分析。BL总的萃取物产率和热溶物产率分别为9.37%和21.84%。E_5和E_6的FT-IR谱图中有较强的羟基吸收峰,而E_1的FT-IR谱图中脂肪C-H的伸缩振动峰强度明显高于其他萃取物;三种溶剂热溶物的FT-IR谱图相似,但SP_1和SP_3的FT-IR谱图中羟基吸收峰较强。E_1和E_5中GC/MS可检测化合物分别以烷烃和芳烃为主,E_5中还含有较多的含氧化合物;三种热溶物中化合物均以烷烃和芳烃为主,SP_3中酚类、酮类和酯类等含氧化合物的含量较高。DART-MS可检测出萃取物和热溶物中GC/MS无法检测出的较强极性和难挥发化合物;热溶物中含量较高的化合物的碳数和等价双键数(Double bond equivalent,DBE)分别集中分布在10-25和2-16,并且DBE随碳数增加而增加。     

昭通褐煤氨解可溶化转化及热溶物中氧和氮的赋存形态

褐煤碳含量高且富含氧、氮等杂原子,是制备炭材料的重要原料。但由于褐煤可溶有机碳含量低,杂原子分配无规律,导致以褐煤为原料制备炭材料面临诸多挑战。因此,亟需实现褐煤的可溶化转化。本研究以氨水为溶剂,旨在温和条件下,同步实现昭通褐煤的可溶化和褐煤热溶物中氧和氮的调控。实验结果表明,在氨水质量分数15%、温度160℃条件下反应3 h,热溶物收率最高为76.66%,昭通褐煤表现出良好的热溶效果。基于对热溶物的表征和分析,发现氨解在一定程度上改变了煤中的大分子结构,表现为氨基与羟基置换,或与部分羧基、羰基直接反应生成有机态氮。对比发现,原煤中氮元素赋存形态以季氮和吡咯氮为主,而可溶物中氮元素赋存形态以氨基氮和吡啶氮为主,表明褐煤氨解热溶过程产生了氨基或酰胺基。     

褐煤中有机氮的赋存形态分布和分子结构特征

利用X射线光电子能谱(XPS)分析了先锋褐煤(XL)、小龙潭褐煤(XLT)和胜利褐煤(SL)及其萃取残渣表面有机氮的形态分布。结果表明,三种萃取残渣表面五种有机氮的含量分布各异,但均以吡咯型氮为主。考察了在300℃下Na OH催化的褐煤萃取残渣的超临界甲醇解反应,XL、XLT和SL萃取残渣超临界甲醇解所得石油醚可溶物的收率分别为46.0%、43.8%和47.6%(质量分数)。用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR/M S)分析石油醚可溶物中的含氮化合物(NCCs)。结果表明,NCCs主要包括N_1、N_1O_1-N_1O_5、N_2、N_2O_1-N_2O_4、N_3O_2和N_5O_2-N_5O_4类化合物。根据不饱和度和碳原子数的分布推测了NCCs的分子结构特征,表明绝大部分NCCs含羟基和羧基等含氧官能团,氮原子主要以吡咯、吡啶和氨基的形式存在于芳环结构中,以1-3个芳环的结构为主。褐煤中的-C-O-桥键的断裂是生成NCCs的一个重要路径。     

食品级聚碳酸酯的热释放成分和热分解机理研究

利用程序控温式热裂解-气相色谱/质谱联用技术研究了4种聚碳酸酯(PC)样品在加热情况下的释放物化学成分.分别考察了4个解吸温度和5个裂解温度下PC的降解产物.结果发现在200℃时PC粒料中就有小分子化学物质释放出来,随温度升高,释放和分解出的小分子化学成分的种类和数量都愈加增多,主要成分为酚端基化合物;由不同聚合工艺合成的聚碳酸酯中释放的化学成分有很大的差别.同时通过分析PC的裂解产物成分,阐述了其热分解机理.升温过程中PC分子链发生断裂和重排生成多种以酚类为主的小分子化合物.     

新型除草剂及其杂质的LC-MS和GC-MS分析

High performance liquid chromatography (HPLC) and electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) have been utilized to analyze the synthesized 2-(2-arylaminomethylphenoxy)pyrimidine derivatives, which are a new kind of environmentally benign herbicides and have passed the temporary pesticide registration. The identification of main product and impurities has been achieved according to the UV and mass spectra. Moreover, one impurity, introduced by the raw material in the last step of the synthetic route, was identified by GC-MS analysis. It can be concluded that the combination of chromatography and mass spectrometry, including LC-MS and GC-MS, provided a vital tool of the pesticide science.     

用GC-MS和GC-IR研究环己烯分子氧氧化的络合催化反应

用GC-IR和GC-MS方法确认了环己烯在高分子氨基酸Schiff碱金属络合物催化剂存在下分子氧氧化环己烯的产物,提出了自由基机理。     

烟草中多酚热裂解产物研究

多酚类化合物对烟草品质、色泽和烟气生理强度等方面有着重要影响,因此是衡量烟草质量的一个重要因素[7],对卷烟的香气品质有很重要的作用.绿原酸、芸香苷和莨菪亭是烟草中最主要的酚类物质[7],有证据表明酚类物质的存在能显著提高多环芳烃的致癌活性[1,6].卷烟主流烟气中酚类物质的含量的多少直接影响到卷烟的安全性.另外某些酚类物质可能是影响卷烟的口感,引起涩味、辣味、余味不干净的一种因素.研究它们的裂解产物对探索降低卷烟烟气有害成分,提高卷烟的吸食品质十分必要[2,5].     

褐煤在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中热溶及热溶产物的分离与分析

基于离子液体对煤的高效解聚性能,对先锋褐煤(XL)、锡林郭勒褐煤(XLGL)和胜利褐煤(SL)在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)中的热溶性能进行了研究.同时,对XL在离子液体[Bmim]Cl中的热溶产物进行了分离,并对分离所得各组分进行了分析表征来研究褐煤的结构信息.研究发现,在相同条件下离子液体[Bmim]Cl对不同褐煤的萃取性能显著不同,其顺序为XL>SL>XLGL.先锋褐煤离子液体热溶物可分离为丙酮可溶物、吡啶可溶物和吡啶不溶物,其中,丙酮可溶物(AS)为15.9%、吡啶可溶物(PS)为56.0%、吡啶不溶物(PI) 为28.1%.分析表明,丙酮可溶物中含有长链的脂肪化合物及部分三环、四环等芳香化合物,吡啶可溶物和吡啶不溶物中大多以三环及五环芳香化合物的形式存在.     

先锋褐煤可溶有机质中含氮化合物的组成和结构特征

先锋褐煤在高压釜中用等体积的甲醇/甲苯溶剂300℃下热溶得到热溶物和热溶残渣,利用X射线光电子能谱（XPS）分析了先锋褐煤及其热溶残渣中氮的形态,利用气相色谱/质谱（GC/MS）和电喷雾傅里叶变换-离子回旋共振质谱（ESI FT-ICR MS）分析了热溶物中含氮化合物的组成和结构特征。研究表明,先锋褐煤中氮形态含量顺序为季氮 > 吡啶氮 > 吡咯氮,而季氮在热溶过程中更易溶出。GC/MS共检测出热溶物中20种含氮化合物,并且大部分为胺类化合物。ESI FT-ICR MS检测出热溶物中300多种含氮化合物,大部分含氮化合物含一个或三个氮原子。含一个氮原子的含氮化合物主要以N₁O₁、N₁O₂和N₁O_xS_1-2类化合物为主,而含三个氮原子的含氮化合物主要以N₃O_xS_1-2（x=1-12）类化合物为主。含一个氮原子的含氮化合物的等效双键数和碳数随氧原子数增加而增加。     

有机玻璃雕刻过程中有害气体的3阶段预浓缩GC/MS分析

研究了3阶段预浓缩气相色谱-质谱法检测有机玻璃在雕刻过程中排放的有害气体的组成。研究结果表明,气体中含有12种以上的有机污染物。其中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯、甲苯、苯乙烯等5种有毒有害物可以作为代表该行业特征的污染物加以监控。     

晋城煤中汞的热稳定性与赋存形态的研究

利用程序升温热解反应器─元素汞在线检测系统联用装置,研究了晋城煤中汞的热稳定性以及与热稳定性相关的晋城煤中汞的赋存形态。研究表明,煤中大部分汞与煤中无机矿物质伴/共生,少部分与煤中有机质伴/共生。其中,在200℃~300℃和900℃~1200℃释放的汞与煤中无机矿物质伴/共生,在300℃~600℃释放的汞部分与无机矿物质伴/共生,部分与煤中有机质伴/共生。     

微波辅助脱除煤中有机硫的机理研究

为阐明微波场联合过氧乙酸(PAA)脱除煤中有机硫的机理,选取山西临汾(LF)、宁夏宁东(ND)、山西灵石(LS)和河南洛阳(LY)脱矿物质煤及三种含硫模型化合物苄硫醇(Benzyl mercaptan, BM)、苯并(b)噻吩(Benzo (b) thiophene, BT)和二苯基亚砜(Diphenyl sulfoxide, DS)作为研究对象。微波功率为100 W,并联合PAA,辐照1-5 min,通过X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析固相中硫形态的变化;通过离子色谱仪(Ion chromatography, IC)分析脱硫后液相中SO_4~(2-)的浓度;通过气相色谱-质谱联用仪(Gas chromatography/mass spectrometry, GC/MS)分析萃取物中硫形态的变化。结果表明,有机硫化物硫的含量高,脱硫率大,LY和LS最大脱硫率分别高达55.06%和45.78%,ND和LF最大脱硫率分别为31.24%和28.21%,煤中的硫醇比噻吩和亚砜更易脱除,且脱硫过程中硫形态逐渐向高价态转化,含硫键在微波场中断裂,最终可被PAA氧化为SO_4~(2-)。     

Optimization of QuEChERS method for the analysis of organochlorine pesticides in soils with diverse organic matter

A QuEChERS method has been developed for the determination of 14 organochlorine pesticides in 14 soils from different Portuguese regions with wide range composition. The extracts were analysed by GC-ECD (where GC-ECD is gas chromatography-electron-capture detector) and confirmed by GC-MS/MS (where MS/MS is tandem mass spectrometry). The organic matter content is a key factor in the process efficiency. An optimization was carried out according to soils organic carbon level, divided in two groups: HS (organic carbon >2.3%) and LS (organic carbon <2.3%). The method was validated through linearity, recovery, precision and accuracy studies. The quantification was carried out using a matrix-matched calibration to minimize the existence of the matrix effect. Acceptable recoveries were obtained (70-120%) with a relative standard deviation of ≤16% for the three levels of contamination. The ranges of the limits of detection and of the limits of quantification in soils HS were from 3.42 to 23.77 μg kg(-1) and from 11.41 to 79.23 μg kg(-1), respectively. For LS soils, the limits of detection ranged from 6.11 to 14.78 μg kg(-1) and the limits of quantification from 20.37 to 49.27 μg kg(-1) . In the 14 collected soil samples only one showed a residue of dieldrin (45.36 μg kg(-1) ) above the limit of quantification. This methodology combines the advantages of QuEChERS, GC-ECD detection and GC-MS/MS confirmation producing a very rapid, sensitive and reliable procedure which can be applied in routine analytical laboratories.