煤大分子化合物結構測定及模型構建.pdf

1、為得到能夠反映煤種普遍規(guī)律的煤中大分子化合物結構，遵循“煤中可溶物有機物分子結構的可分離、非破壞性分析”原則，以十種中國典型動力用煤為研究對象，利用乙腈(ACN)、四氫呋喃(THF)、吡啶(Py)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑，采用柱色譜分離法，對煤樣進行抽提、分離和分析。在認識我國典型動力煤各級抽提物的芳環(huán)結構特征、分子量分布特點的基礎上，比較了分離方式和吸附材料對富集過程和結果的影響。利用對分子量小于500amu小分子化合物的確

2、認，考察了溶劑極性對分析過程的影響及其與樣品作用機理。在同步熒光/液質聯(lián)用儀對大分子化合物的分子結構特征研究的基礎上，構建了煤大分子化合物結構模型。獲得如下結論和結果: 1.在溶劑抽提過程中，NMP與煤有機質相結合形成復雜絡合物，多個NMP(MW=99amu)分子與抽提化合物締合，形成質量差為97amu的化合物系列。ACN抽提物以2～3環(huán)的芳環(huán)結構為主，THF和Py抽提物以3～5環(huán)結構為主，NMP抽提物以五環(huán)及五環(huán)以上的芳環(huán)結構

3、為主。ACN抽提物以及THF、Py和NMP抽提物的甲醇可溶部分可反映煤中小分子相的結構特征。 2.隨著抽提溶劑極性增加，抽提物熒光光譜發(fā)生不同程度的紅移。不同極性范圍內的煤抽提物具有連續(xù)的分子量分布。ACN抽提物的分子量分布范圍為110～2220amu，由含有兩個雙鍵的共軛體系、部分小分子芳烴和共軛多烯構成。THF抽提物的分子量分布在3390amu以下，以芳香族化合物和小分子量(110amu以下)的脂肪族化合物為主。Py抽提物的

4、分子量在9650amu以下，以芳香度較高的極性化合物為主。 3.抽提物以低分子量化合物為主，與煤種和煤階無關。采用THF/NMP混合溶劑為流動相，可使在單一溶劑THF中不能溶解的超大分子量化合物進一步溶解，極性組分的聚合減小甚至消失。抽提物的GPC結果分為分子量在29,900amu以上的組分1和分子量從110amu～13，300amu的組分2。隨碳含量增加，組分1的含量逐漸增大，在PS(79,32wt％，Cdaf)和YZ煤(76

5、.62wt％，Cdaf.)的抽提物中含量最高(Py抽提物約15wt％，NMP抽提物約為50wt％左右)，然后隨碳含量增加迅速下降，到CC煤(87.75wt％，Cdaf)為6.5wt％。 4.C18(Sep-Pak Cartridge C18)/聚合物(Oasis(R) HLB)為吸附劑的固相萃取方法可以對抽提物中雜質進行分離，以硅膠為吸附劑的柱層析法，實現了大分子化合物的富集。除了HLH和XLT兩種低碳含量的樣品外，HDG、PS

6、、YZ、SF、DT、YM、TF和CC樣品的Py抽提物以及TF和SF樣品的NMP抽提物的氯仿/乙醇餾分中，具有相同的分子量從592.5amu開始直到1932.0amu，質量間隔為74amu以卟啉環(huán)為主的大分子化合物單元，74amu可能的結構形式為:C4H10O，C3H6O2。此外，在HDG-C中還存在一個豐度較高的質量間隔為74amu的聚二甲基硅氧烷系列，分子量從535/540amu～1950.6amu。 5.同步熒光法的結果表明