不同方法制备的精制沥青平均分子结构的研究

以中温沥青为原料,采取4种精制方法,获得样品RP-1、RP-2、RP-3和RP-4。根据4种精制沥青的元素组成和平均分子量推断出4种精制沥青的平均分子式,再根据1H-NMR波谱判定4种精制沥青分子中氢的归属。采用改进的BrownLander模型计算得出:RP-1的平均分子结构是以迫位缩合为主、渺位缩合为辅的八元稠环芳烃构成;RP-2的平均分子结构是以迫位缩合的五元稠环芳烃构成;RP-3和RP-4的平均分子结构均为迫位缩合的六元稠环芳烃构成。红外光谱分析结果表明:4种精制沥青中的杂原子氧是以R—O—R和Ar—O—R结构存在,杂原子N是以R—NH—R结构存在。     

煤精制软沥青庚烷可溶组的结构表征

以高温煤焦油为原料,蒸馏至280℃得软沥青,采用溶剂萃取沉降法得精制软沥青,其软化点为32℃;以庚烷为溶剂超声萃取得庚烷溶物。蒸气压渗透法测定庚烷溶物平均相对分子质量为202;元素分析与平均分子量结合得其平均分子式为C15.66H11.10S0.044O0.049,杂原子含量总和小于1;红外分析结果表明:其杂原子氧以R-O-R,Ar-O-R结构存在,氮以R-NH-R和-N=结构存在,且以-N=为主;采用改进的Brown-Lander模型得其平均结构:三元稠环;紫外分析表明,线性排列为主、面性排列为辅,即样品的化学结构应以渺位缩合为主,迫位缩合为辅。     

中低温煤焦油沥青烯的结构表征

采用甲苯溶解-正庚烷沉淀的方法从陕北中低温煤焦油中分离出沥青质,通过元素分析、平均相对分子质量、红外光谱分析、1H-NMR等方法对其进行了分子结构研究。结果表明:该沥青质的平均相对分子质量为652,平均分子式为C39.12H31.3N1.26O7.34S0.51,其主要结构是多环稠合芳香烃并富含杂原子,且芳环上存在链长不一的烷基取代基,平均链长约为4个碳原子,甲基侧链相对较多。     

不同方法制备的蒽油基软沥青平均分子结构研究

利用元素分析仪、¹H NMR核磁、FTIR、UV等检测方法分别对氧化聚合蒽油基软沥青(OP)、热聚合蒽油基软沥青(TP)结构进行表征。结果表明,OP、TP平均分子量分别为243.14和271.20;两种沥青中氮原子主要以R-NH-R存在,OP中氧原子主要以Ar-O-R或R-O-R结构存在;芳烃取代类型主要为单取代,并且OP、TP分子结构分别以线性排列、面性排列为主。两种沥青芳环上均有短链的烃取代基,OP和TP的平均分子结构式分别为渺位缩合四元环稠环芳烃、迫位缩合的五元环稠环芳烃。     

不同方法制备的蒽油基软沥青平均分子结构研究

利用元素分析仪、~1H NMR核磁、FTIR、UV等检测方法分别对氧化聚合蒽油基软沥青(OP)、热聚合蒽油基软沥青(TP)结构进行表征。结果表明,OP、TP平均分子量分别为243.14和271.20;两种沥青中氮原子主要以R-NH-R存在,OP中氧原子主要以Ar-O-R或R-O-R结构存在;芳烃取代类型主要为单取代,并且OP、TP分子结构分别以线性排列、面性排列为主。两种沥青芳环上均有短链的烃取代基,OP和TP的平均分子结构式分别为渺位缩合四元环稠环芳烃、迫位缩合的五元环稠环芳烃。     

粘结剂用煤沥青的发展状况

煤沥青全称为煤焦油沥青（coal tar pitch),是煤焦油蒸馏提取馏分（如轻油,酚油,萘油,洗油和蒽油等）后的残留物,煤沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品,约占煤焦油总量的50－60％,其加工利用水平和效益对整个煤焦油加工来说至关重要,煤沥青常温下对黑色固体,无固定的熔点,呈玻璃相,受热后软化继而熔化,密度为1．25－1．35g/cm^3,煤沥青的组成极为复杂,已查明的化合物有70余种^[1],大多数为三环以上的多环芳烃,还含有O,N,S等元素的杂环化合物和少量直径很小的炭粒;煤沥青的分子量为170－2000,其C／H原子比约为1．7－1．8,其元素组成为C占92－93％,H占3．5－4．5％,其余为N,O,S^[2]。煤沥青组成既与炼焦煤性质及其杂原子含量有关,又受炼焦工艺制度,煤焦油质量和煤焦油蒸馏条件的影响。     

王冠化合物及其应用(一)——概说和合成方法

王冠化合物(crown compounds)是近年来新兴起的一类大杂环化合物。在杂环内一般含有重复的-[Y-CH_2—CH_2]-_n单元,其中Y是杂原子,如O、N、S等。环内的杂原子可以是相同的,也可以是不同的。有单环王冠化合物,也有多环王冠化合物。例如:     

煤及油母中常见C—X(X=N,S)的解离能

煤及油页岩中除了碳、氢和氧原子是主要的组成元素外,氮和硫等杂原子大都以C—X(X=N,S)的键合形式存在,在其结构及转化利用中同样发挥重要的作用。认识C—X的解离能,有助于建立氮、硫热解过程中的迁移模型,丰富对煤及油母中常见化学键性质的认识,对发展高效清洁的能源利用技术至关重要。利用双杂化密度泛函方法,系统研究了煤及油母中典型C—X键的解离能(BDE)范围。研究结果表明,煤及油母中常见C—N和C—S键的BDE值范围分别是154.1~55.7 kcal·mol~(-1)和83.0~56.6 kcal·mol~(-1)。在热解过程中,苯硫类自由基以及苯胺类自由基会在初期产生,其次才是巯基、胺类自由基等侧链取代自由基脱落。C—S键的整体BDE值范围比其他类型化学键更低,各类化学键最低BDE值的高低顺序符合O—HC—HC—CC—NC—SC—O的规律,其中,只有当有PhO·生成时,C—SC—O,否则C—OC—S。     

溶剂浸沥精制煤沥青对针状焦的影响

以煤沥青为原料,通过庚烷/四氯化碳浸沥抽滤脱除杂原子官能团,经炭化和煅烧制备针状焦。分别用红外光谱、偏光显微镜、XRD、电化学工作站来分析抽提后的沥青,观察半焦显微结构,分析半焦及针状焦的纤维结构和电化学性能,对不同溶剂的提取效果及杂原子官能团对中间相取向和微晶结构的影响进行分析。实验结果表明:经四氯化碳和庚烷混合溶剂预处理后的煤沥清可有效去除S、N,通过炭化、煅烧可得到高取向度的纤维状半焦和针状焦,而且电化学性能也得到了有效提高。     

H-NMR、FT-IR解析煤系针状焦原料的沥青分子结构

以鞍钢煤焦油软沥青为原料,通过溶剂萃取沉降法,将沥青分为上、中、下3层。以上层沥青和中层沥青为研究对象,通过红外谱图分析和氢核磁谱图分析,结合改进的B-L结构模型计算,推导出上层沥青(A-CTP)和中层沥青(M-CTP)的平均分子结构。实验结果表明:两种沥青组分的平均分子结构均以芳香环为主,侧链取代为脂肪族取代,但链长并不发达,取代基以甲基为主;其中A-CTP为5环芳烃结构,芳香环的缩合形式以迫位为主并兼具渺位缩合的特性,而M-CTP则是7环芳烃结构,芳香环间是明显的迫位缩合。     

低温煤焦油沥青组分组成与结构分析

以低温煤焦油沥青为原料，依据四组分分析法，将其分为饱和分(Sa)、芳香分(Ar)、胶质(Re)和沥青质(As)。基于X射线光电子能谱(XPS)、核磁共振(NMR)、傅立叶变换红外吸收光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、相对分子质量(GPC)及紫外(UV)等分析结果，采用改进的Brown-Ladner法计算各组分的结构参数。结果表明：就分子量而言，As(5 008)>Re(1 042)>Sa(771)>Ar(602);Sa、Ar、Re和As中■的相对含量依次增加，C—O含量变化趋势与之相反，其中Sa以C—OH为主，As则富含■;Sa中的N全部以氨-N形式存在，Ar和As的含氮基团则以吡啶-N镶嵌于芳香层中，Re中的N存在3种形态，其中吡咯-N的比例高达55%;Re和As中，S以砜和硫酸酯2种形态为主，质量分数之和高于75%;就芳香取代度而言，As(σ=0.42)>Re(σ=0.35);Ar、Re和As中环烷环数、芳香环数和杂原子含量均依次增加。     

2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅双环[3,3,3]-十一碳烷-3-酮类化合物的合成

具有五配位键的有机硅化合物—杂氮硅三环(silatrane),由于具有独特的生物活性和分子结构,正日益引起人们的兴趣。对一般杂氮硅三环的合成方法及其物理化学性质的报导甚多,但对环上带有羰基的另一类杂氮硅三环(2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅双环[3,3,3]十一碳烷-3-酮)的合成的报导直到目前只见到一篇。这类化合物的结构如下:     

中国西部弱还原性煤的结构特征初步研究

对中国西北地区弱还原性、高惰质组煤结构特征进行了初步研究．与同变质程度的其他成煤时代煤相比，中国西北侏罗纪弱还原性煤普遍具有较低的H／C原子比和较高的O／C原子比，同时其芳碳率和分子结构中环缩合程度相对较高．随惰质组含量增加，弱还原性煤芳碳率和平均缩合环数增高．X射线衍射（XRD）研究表明，惰质组芳环缩合程度更高，芳香层片在空间的排列更规则，相互定向的程度高于镜质组．核磁共振（^13C—NMR）研究表明，惰质组分子结构中苯环取代更多，脂肪部分所占比例少．对弱还原性煤中广泛分布的惰质组组分及其分子结构特征需进行深入研究．     

基于红外光谱法的SBS改性沥青紫外老化研究

通过自主研发设计紫外老化实验箱模拟沥青室外老化环境并选择市面常用几种添加剂制备样品,采用红外光谱分析法研究其对沥青紫外老化的影响,从微观角度分析沥青发生紫外老化过程各组分及官能团的变化。研究表明:随着沥青老化程度的加深,966 cm~(-1)处C=C伸缩振动峰吸收面积逐渐减小,1032 cm~(-1)处亚砜基S=O的伸缩振动吸收峰面积先增大后减小,1700 cm~(-1)处羰基C=O的伸缩振动吸收峰面积增大;添加剂能够很大程度上减缓沥青紫外老化的程度。     

石马洼煤显微组分结构特征的红外光谱分析

通过显微组分富集物的红外光谱分段分峰拟合对比和结构参数对比,分析镜质组和惰质组结构上的差异.分段分峰拟合对比结果:两者羟基氢键的分配既有相似之处,又有区别;镜质组较惰质组含有更高比例的CH2,CHx和CO基团吸收峰,同时含有更低比例的R3CH,CC和—O—基团吸收峰;惰质组较镜质组芳环结构的取代方式更复杂.结构参数对比结果:镜质组芳香度和缩合环指数均较惰质组低;脂氢与芳氢比,镜质组较惰质组要高;氧化程度参数,镜质组较惰质组更高;芳构化参数比较,惰质组缩合比较镜质组缩合比高,而脂肪比较镜质组脂肪比低.因此可得出:石马洼煤惰质组较镜质组芳构化程度更高,脂肪链长度较短,支链较多,且氧化程度较弱.     

宁东红石湾煤大分子模型构建及量子化学计算

使用工业分析、元素分析、固体核磁(13C NMR)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对宁东红石湾(HSW)煤样进行表征,获得煤样中元素赋存的种类、价态、化学键环境等物质微观结构的关键参数。结果表明HSW煤结构以芳香族为主,占75.96%,桥接芳碳与周碳比为0.315,可知其结构中以萘为主,苯和蒽为辅。氧原子主要以醚氧基(C—O)、羰基(C O)和羧基(—COO)的形式存在,其中C—O占53.57%。氮原子以吡啶和吡咯的形式存在。苯环的连接方式以三、四取代为主,分别占47.77%、32.97%,脂肪族中环烷烃或脂肪烃—CH3占优势。确定HSW煤的分子式为C221H148O28N2,分子量为3142.32。在此基础上结合计算机辅助实现了二维和三维大分子模型构筑。应用量子化学计算对HSW煤大分子模型进行了优化及核磁共振、红外光谱模拟,验证了所建模型的合理性。最终实现了HSW煤的微观分子结构的实验与量子化学描述。     

不同正构烷烃溶剂沉淀中低温煤焦油沥青质的结构组成变化规律

利用X射线光电子能谱分析(XPS)、元素分析和FTIR对不同正构烷烃溶剂(正戊烷、正己烷、正庚烷)沉淀出的正戊烷沥青质(As-5)、正己烷沥青质(As-6)、正庚烷沥青质(As-7)、溶于正己烷不溶于正戊烷的沥青质[As-(5-6)]、溶于正庚烷不溶于正己烷的沥青质[As-(6-7)]、溶于正庚烷不溶于正戊烷的沥青质[As-(5-7)]共6种中低温煤焦油沥青质进行了表征,系统分析了元素的赋存形态、相对含量和官能团类型。结果表明,碳在沥青质表面主要以sp~2碳和sp~3碳的形式存在,二者相对含量之和均达85%以上,以C=O和COO—基团存在的C较少,且As-(5-7)的芳香度较小,As-7芳香度最大。6种沥青质表面的杂原子以O原子为主,主要以C—OH、C—O—C形式存在。N主要以吡啶、吡咯形态存在,两者含量之和均在70%以上,且含有少量的胺和质子化吡啶,As-(5-6)、As-(6-7)、As-(5-7)沥青质中胺类含量高于As-5、As-6、As-7,主要原因是前者芳香环侧链长度大于后者的。     

几种杂原子元素在天然药物分子库中的形式和意义

天然药物分子是药物分子库的重要组成部分,其药理活性不但与分子中的药效基团及骨架结构密切相关,而且与分子的元素组成也有重要联系。除了碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)这4种核心元素外,几种杂原子元素(S、P、Cl、Br、I)在天然药物分子中也频繁出现,并对药物发挥药效起到关键作用。列举了天然药物分子中出现频率较高的上述几种杂原子元素以及含有这些元素的药物分子,并对其来源、结构、作用以及临床价值进行了简要介绍。     

(13)~C-NMR研究长链烷基季铵盐

用CMR谱测定长链烷基胺类的—N—CH_2—,—N—CH_3以及季铵盐氮原子上甲基(—N+—CH_3)和亚甲基(—N+—CH_2R)的化学位移并进行定性或定量。本文对十五个化合物进行了~13C谱测定,获得了初步规律性。     

煤炭微波脱硫前后硫形态的变化规律

结合XPS和FTIR分析微波联合不同浸提剂脱硫前后,煤中硫的赋存形态和变化规律.结果表明,新峪精煤中硫主要以噻吩、R—O—S —S—R'和无机硫的形式存在;微波联合HAc+H2O2的脱硫率明显高于微波联合NaOH的脱硫率.经微波联合HAc+ H2O2处理后,煤中噻吩和R O—S—S R '显著降低,并新生成了二苯氧硫和硫酸铁.经微波联合NaOH处理后,噻吩和R—O—S—S R '含量有所降低,而硫酸铁和无机硫含量有所升高.同时对脱硫机理进行了探讨.