胜利褐煤结构的研究及腐植酸分子结构模型的构建

发布时间：2017-03-31 14:15

  本文关键词：胜利褐煤结构的研究及腐植酸分子结构模型的构建，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以胜利褐煤为研究对象,分别采用双氧水(30%)氧化和碱液处理煤样。采用元素分析、傅里叶红外、热重分析、热气质联用分析对处理前后的煤样及提取物进行结构表征,对处理前后的煤样进行吸水性能研究。同时对碱液萃取物(腐植酸)进行分离,得到棕腐酸和黑腐植酸,综合多种分析手段表征结果对这两类腐植酸进行分子结构模型的构建,并用高斯理论计算对构建的结构进行了结构优化。研究结果表明:(1)双氧水氧化处理后,煤样的碳含量明显减少,煤样分子结构中芳醚键被打破,生成更多的烷醚键和醇羟基。煤样中的含硫物质中的硫转化为可溶物质被除去,对氮元素也有部分脱出的效果。双氧水提取物分子结构中的含氧官能团含量很高。提取物主要为小分子直链羧酸,其较易发生热解。氧化之后的煤样吸水能力比原煤低,氧化处理可以提高褐煤界面稳定性。(2)综合元素分析、红外分析、热气质分析和核磁分析结果,得到棕腐酸的结构参数,构建的棕腐酸分子结构模型分子式为C89H73NO40,Mr=1796,元素分析结果与实验数据较符。其分子结构特点为:脂肪结构以1-2个碳的短链形式存在,结构中含有较多的芳香环,桥键主要为醚键,含氧官能团以酚羟基和含有羰基的结构为主。通过高斯软件将推断的棕腐酸大分子模型进行结构优化并计算频率,得到的计算谱图和实验谱图基本匹配,构建模型较为合理。(3)综合元素分析、红外分析、热气质分析和核磁分析结果,得到黑腐植酸的结构参数,构建的黑腐植酸结构模型分子式为C148H118N2O66,Mr=2980,其元素分析结果与实验数据较符。其分子结构特点为和棕腐酸相似。通过高斯软件将推断的黑腐植酸大分子模型进行结构优化并计算频率,得到的计算谱图和实验谱图基本匹配,认为结构较为合理。(4)提取腐植酸后的煤样含碳量降低,氧含量明显增加,碱液对煤样中的醚键有破坏作用。碱液可将煤样中较易热解的物质较大程度提取,同时煤样中的含硫物质中的硫转化为可溶物质而除去,对煤样的大骨架不会造成大的影响。处理之后的煤样中以单个苯环结构为主,萘环含量较少。
【关键词】：褐煤 结构 腐植酸 分子结构模型
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ530
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 绪论17-29
• 1.1 选题背景17
• 1.2 低品质煤利用现状17-18
• 1.3 褐煤的特点及其弱氧化18-20
• 1.4 褐煤中腐植酸的性质与结构20-25
• 1.5 现阶段推断模型的仪器研究方法25-26
• 1.6 分子模拟技术在煤大分子结构中的应用26-27
• 1.7 论文主要研究内容27-29
• 2 样品制备及表征分析方法29-34
• 2.1 样品制备29-30
• 2.2 元素分析表征30
• 2.3 傅里叶红外分析30-31
• 2.4 热重分析31
• 2.5 热气质实验分析31-32
• 2.6 (13)~C固体核磁分析32
• 2.7 煤样吸水分析32
• 2.8 Peakfit分峰分析32-34
• 3 双氧水处理前后煤样及提取物性能研究34-46
• 3.1 元素分析结果34-35
• 3.2 红外谱图结果分析35-36
• 3.3 热重结果分析36-38
• 3.4 热气质实验结果分析38-44
• 3.5 样品吸水结果分析44
• 3.6 本章小结44-46
• 4 胜利褐煤中棕腐酸分子模型的构建46-64
• 4.1 棕腐酸模型构建的依据46-61
• 4.2 棕腐酸模型的评价和优化61-62
• 4.3 本章小结62-64
• 5 胜利褐煤中黑腐植酸模型的建立64-80
• 5.1 黑腐植酸模型构建的依据64-77
• 5.2 黑腐植酸模型的评价和优化77-78
• 5.3 本章小结78-80
• 6 提取腐植酸后煤样结构性能研究80-88
• 6.1 元素分析结果80-81
• 6.2 红外谱图结果分析81-82
• 6.3 热重结果分析82-83
• 6.4 热气质实验结果分析83-86
• 6.5 样品吸水结果分析86-87
• 6.6 本章小结87-88
• 7 结论与创新点88-90
• 7.1 结论88-89
• 7.2 创新点89-90
• 参考文献90-96
• 作者简历96-98
• 学位论文数据集98

【参考文献】

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1 成绍鑫,孙淑和,李善祥,吴奇虎;腐植酸和硝基腐植酸的结构研究[J];燃料化学学报;1983年02期

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本文编号：279715