褐煤氧化升温中含氧基团的变化规律

发布时间：2021-01-16 00:22

　　煤分子中的含氧基团是发生煤氧复合反应,引起煤炭自燃灾害的关键因素。通过原位傅里叶红外光谱试验,对褐煤氧化升温过程中的含氧基团变化进行了定性和定量分析,研究煤氧复合反应过程中含氧基团的变化规律。结果表明:低温氧化过程中,褐煤中羟基含氧官能团是参与早期30℃～80℃范围煤氧复合反应的关键含氧官能团,含氧官能团中其化学活性最高,特征吸收峰强度下降幅度最大,220℃时,下降幅度超过了70%;羧基、羰基、脂肪醚基和芳香醚基等4类含氧官能团含量随温度升高而升高,上升幅度依次:羰基>羧基>脂肪醚>芳香醚。煤氧复合反应的低温阶段20℃～220℃为高温阶段积累了大量的羧基、羰基化合物等中间过渡产物。 

【文章来源】：矿业研究与开发. 2020,40(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

连续升温条件下褐煤三维红外光谱图

根据程序升温设计，时间与温度成对应关系。为了便于对比和分析指定温度下样品红外光谱的变化，结合程序升温的设定参数，从图1中自20℃开始，温度每升高20℃提取对应温度下的红外光谱图，得到图2原煤不同温度下的红外光谱图。为了分析的准确性，将650～4000cm-1范围红外光谱进行分段，然后通过Peakfit软件进行分峰和拟合，获得煤分子中含氧官能团的特征峰数据。

根据官能团特征峰的归属表[13],3697～3625cm-1为游离羟基的特征峰范围。图3和表2为3725～3600cm-1范围的红外光谱图的分峰拟合图和分峰结果。从分峰结果可以看出，3638,3648,3658,3666,3674,3680,3691cm-1处的特征峰为游离羟基峰。3648,3658,3666cm-1处特征峰峰面积占总面积的21.35%、16.13%、14.12%，总体占总面积的51.60%。其他特征峰的峰面积占比较小。因此，这3处的特征峰是游离羟基的主要特征峰，可以反映游离羟基官能团的变化。为便于分析，可以选择此3处特征峰峰面积作为游离羟基浓度变化的指标。图4 20℃～220℃氧化过程中羟基特征峰强度的变化曲线

【参考文献】：
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本文编号：2979783