昭通褐煤和五彩湾长焰煤热溶产物的色谱分离分析

发布时间：2020-08-13 08:13

【摘要】：本论文选用昭通褐煤(ZL)和五彩湾长焰煤(WLFC)为研究对象,在300 oC下分别以环己烷、丙酮和甲醇进行分级热溶,并结合三种“色谱联用分析方法”(气相色谱-质谱联用(GC-MS)、全二维气相色谱-飞行时间质谱联用(GC×GC-TOF MS)和高效液相色谱-飞行时间质谱联用(HPLC-TOF MS))对煤分级热溶物进行分离分析。同时采用柱层析分离的方法对分级热溶物进行精细分离,并对分离得到的各组分进行GC-MS分析,以期从分子水平上更多的了解煤的组成和结构。两种煤中各级热溶物的GC-MS分析结果表明,在环己烷热溶物中检测出的化合物以烷烃、芳烃和酚类的相对含量较高;在丙酮热溶物中检测出的化合物以佛尔酮的相对含量最高;在甲醇热溶物中检测出的化合物以醇类和酚类的相对含量较高。对各级热溶物进行硅胶柱层析分离,从可溶组分的复杂混合物中富集到各种类型的族组分,主要包括:从昭通褐煤和五彩湾长焰煤的环己烷热溶物中富集到相对含量较高的芳香族化合物和一系列连续分布的正构烷烃,在昭通褐煤和五彩湾长焰煤的丙酮热溶物中富集到含氧化合物中均含有相对含量较高的佛尔酮。采用GC-MS和GC×GC-TOF MS两种仪器分别对五彩湾长焰煤的丙酮热溶物进行检测分析,结果表明GC×GC-TOF MS更加适合煤热溶物的检测,这可能是由于GC×GC-TOF MS具有较高的灵敏度和分辨能力。用配备电喷雾离子源的HPLC-TOF MS分析各级热溶物中含有杂原子的化合物,含硫化合物的相对含量比含氧化合物和含氮化合物的低,这可能由于含硫化合物的极性较低,ESI源不容易将其电离。HPLC-TOF MS在热溶物中分离分析出一些同分异构体,并推测出该同分异构体对应的结构信息。丙酮和甲醇热溶物中检测到含氧化合物主要以烷氧基和羰基的形式存在。含氮化合物在热溶物中多以含有不饱和及饱和的脂肪胺或吡啶类的化合物为主。热溶物中检测到含硫化合物中S原子主要以硫烷和噻吩的形式存在。这为煤中有机O、N和S的赋存形态提供了重要信息。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ530.2;O652.63
【图文】：

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1 绪论压缩效应，GC×GC 的检测灵敏度比 GC 约高十至几-1 所示[64]。与通常的一维气相色谱相比，GC×GC 具好、分析速度快、定性更有规律可循和信息量大等特明显的优势，使得该方法非常适合复杂体系的分离分f-flight mass spectrometry，TOF MS）具有比常规的联可达 500 spectra/s），其高采集频率可以很好地检测全前唯一可以与 GC×GC 很好匹配的质谱技术。全二维（GC×GC-TOF MS）凭借其高灵敏度、高分辨能力，品信息，已被用于石油产品、精油、杀虫剂、中药挥究，且取得了满意的分析结果[69-73]。

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26图 4-1 昭通褐煤和五彩湾长焰煤溶物的 GC GC-TOF MS 总离子流色谱图（A、B 和 C 分别为五彩湾长焰煤的环己烷、丙酮和甲醇热溶物，D、E 和 F 分别为昭通褐煤的环己烷、丙酮和甲醇热溶物）Figure 4-1 Total ion chromatograms of GC GC-TOF MS of SPs in ZL and WLFC

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-2 五彩湾(A) 和昭通(B) 环己烷热溶物的 GC×GC-TOF MS 提取 m/z 57 离子色 4-2 m/z 57 extracted ion chromatogram of GC×GC-TOF MS of SPWLFC-1(A) and SP用 ChromaTOF 的比对功能，可以计算出每个组分在两个样品之间的面出了环己烷热溶出的部分热溶物。表中的 Concentration 代表了五彩湾煤样面积。从表 4-2 可以看出 GC×GC-TOF MS 在昭通环己烷热溶物中醇、2-二十四烷酮、2-二十五烷酮和 2-二十六烷酮等分子量大的化合物大的化合物未被 GC-MS 检测到，这与 GC×GC-TOF MS 的飞行时间质C-MS 的四级杆质量分析器的质量分析范围宽、分辨率高和灵敏度高有可以看出五彩湾环己烷热溶物中含有蒽、芘、傒和苯并芘等三环、四的芳烃化合物，故能更好的理解煤的大分子结构即芳环骨架结构经各种得的煤衍生物中以多种形式的芳香族化合物为主要的结构单元[96-100]。

【参考文献】