褐煤含氧官能团对腐植酸产率的影响

空气作为氧化剂对胜利褐煤进行预氧化,采用碱溶酸析法提取褐煤腐植酸.研究氧化温度和氧化时间对褐煤含氧官能团质量摩尔浓度及腐植酸析出规律的影响,拟合了含氧官能团质量摩尔浓度和腐植酸析出量之间的关系.结果表明:随着氧化温度的升高,胜利褐煤表面含氧官能团质量摩尔浓度先增加后减少,褐煤中羧基质量摩尔浓度在150℃时达到最大值;随着氧化时间的增加,褐煤含氧官能团质量摩尔浓度逐渐增加;腐植酸产率随着氧化温度和氧化时间的增加而增大,随着含氧官能团质量摩尔浓度的增加而上升,酸性含氧官能团含量与腐植酸析出量之间的拟合关系式为y=32.36x-168,R~2=0.67.     

褐煤空气氧解生产腐植酸及腐植酸絮凝研究

空气作为氧化剂对褐煤进行氧化,采用"碱溶酸析"法提取褐煤中的腐植酸,探究氧化温度和氧化时间对褐煤中腐植酸质量分数及腐植酸絮凝特性的影响。对氧化前后的褐煤、残渣及腐植酸进行表征,探究褐煤的氧化机理。结果表明最佳工艺条件是:氧化温度为150℃,氧化时间为2 h,在此条件下褐煤中总腐植酸质量分数为56.3%,游离腐植酸质量分数为51.9%,褐煤腐植酸的絮凝极限值为8.8 mmol/L。由研究结果可知:氧化后褐煤中氧元素质量分数明显升高,含氧官能团增加;腐植酸与黄腐酸中氧元素质量分数较高,与腐植酸相比,黄腐酸氧质量分数较高,分子量较小;氧化后褐煤腐植酸的絮凝极限比原煤腐植酸高。     

H_2O_2氧化胜利褐煤制备腐植酸的影响研究

氧化预处理是褐煤制备腐植酸工艺中提高腐植酸产率的有效手段,以胜利褐煤为原料,腐植酸产率为目标值,考察了不同介质、氧化温度、H_2O_2质量分数及氧化时间等反应条件对氧化褐煤制备腐植酸产率的影响,对煤样和腐植酸产物进行了氧含量和含氧官能团的分析。结果表明,H_2O_2氧化褐煤可以明显促进腐植酸产率增加,H_2O_2和NaOH混合溶液对褐煤氧化时,腐植酸产率大于单一介质处理时的腐植酸产率;随着反应温度的升高,腐植酸产率逐渐增大;随着H_2O_2质量分数的升高,腐植酸的产率逐渐增加;随着氧化反应时间增大,腐植酸的产率在60 min时达到最大值。通过分析表明,氧化后腐植酸中氧质量分数明显增加,含氧官能团的种类没有明显变化,但是羧基和酚羟基质量分数分别增加了50.0%和33.7%。     

新疆和丰煤的组成结构特征与解聚技术研究进展

综述了和丰煤组成结构、萃取/热溶和热解技术的研究进展。和丰煤的碳骨架结构主要由脂肪碳和芳香碳组成。含氧官能团主要包含羟基和羰基,氮元素以吡啶氮和吡咯氮的存在形式为主,有机硫主要以噻吩和亚砜的形式存在。煤中易解离小分子化合物主要由芳烃、烷烃、烯烃、酯和醇类化合物组成。低碳烷醇能够选择性的破坏煤中的含氧桥键,有利于从煤中分离含氧类化合物。在温和条件下可以利用萃取/热溶提取技术从和丰煤中提取缩合芳烃和含氧化合物等高附加值化学品。溶胀预处理对和丰煤的热解具有促进作用,但溶胀受溶剂类型、成本等因素制约,难以实现工业化应用。某些负载型催化剂和含金属阳离子的盐类化合物在一定程度上能够抑制和丰煤热解焦油的产生,促进煤中重质组分的分解,提高煤焦油的品质。和丰煤的化学组成结构、共价键的类型、含氧官能团和杂原子的存在形式仍不清晰,热解机理以及热解焦油产物的调控还需进一步研究。     

H_2O_2氧解对褐煤腐植酸及含氧官能团的影响

采用H_2O_2氧解褐煤,研究了氧解条件对褐煤腐植酸含量的影响。通过Boehm滴定和FTIR分析研究了氧解条件对含氧官能团含量和基团结构的影响。结果表明,H_2O_2可有效提高褐煤中腐植酸含量、腐植酸含氧官能团含量和褐煤活性;最佳氧解条件为:氧解时间24 h,H_2O_2浓度20%,液固比0.8 m L/g,在此条件下,褐煤中总腐植酸含量增加了12.53%;氧解反应仅使褐煤中含氧官能团含量增加,腐植酸含量增大。     

H_2O_2氧解对褐煤腐植酸及含氧官能团的影响

采用H_2O_2氧解褐煤,研究了氧解条件对褐煤腐植酸含量的影响。通过Boehm滴定和FTIR分析研究了氧解条件对含氧官能团含量和基团结构的影响。结果表明,H_2O_2可有效提高褐煤中腐植酸含量、腐植酸含氧官能团含量和褐煤活性;最佳氧解条件为:氧解时间24 h,H_2O_2浓度20%,液固比0.8 m L/g,在此条件下,褐煤中总腐植酸含量增加了12.53%;氧解反应仅使褐煤中含氧官能团含量增加,腐植酸含量增大。     

附录A(规范性附录) 荧光光谱技术快速判定产品中腐植酸原料碳系数的方法

正A.1方法原理物质的荧光激发光谱和发射光谱与其刚性结构、取代基、大π键等因素密切相关。结构中有较大的刚性平面结构、较大的共轭体系、较多的吸电子基,则在长波长方向有较强的荧光发射。腐植酸大分子的芳环和脂环及环上连结的羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团使腐植     

稀酸酸析对褐煤腐植酸结构的影响

为了促进褐煤非燃料化利用,探索硫酸、硝酸、盐酸、磷酸酸析对褐煤腐植酸结构的影响。采用碱溶酸析法提取腐植酸,以氢氧化钠为萃取剂、不同稀酸酸析沉淀,通过容量法测定褐煤腐植酸的纯度,并对提取腐植酸进行紫外可见光谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱表征。结果表明,不同稀酸酸析对褐煤腐植酸产率影响很小,而对纯度和腐植酸结构影响较为明显;褐煤腐植酸均含有羟基、甲基、亚甲基、羰基、羧基、醚键和苯环等官能团;硝酸酸析的褐煤腐植酸芳香度较低、纯度(质量分数)最高,达到82.54%;盐酸酸析的褐煤腐植酸芳香度最高、相对分子质量最大,达到79 211。硝酸是提取褐煤腐植酸的最佳酸析稀酸,提取的褐煤腐植酸中苯环结构较少、芳香聚合度较低。     

年老褐煤水解制备腐植酸及特性分析

以NaOH为催化剂,通过水解反应降解年老褐煤的大分子结构来制备再生腐植酸,考察了反应温度、NaOH质量浓度、反应时间和水(体积)煤(质量)比对腐植酸收率的影响,结果表明,通过优化水解反应条件可使腐植酸收率由11.25%提高到78.38%.采用元素分析、紫外-可见光谱和红外光谱等对水解反应制备的再生腐植酸结构组成进行了表征.结果表明:再生腐植酸官能团组成与原生腐植酸官能团组成相似,但再生腐植酸的氧含量较低,酸性基团以酚羟基为主,羧基含量较少;原生腐植酸的分子质量比再生腐植酸的分子质量大,但再生腐植酸芳香核上的取代基团数量更多.     

褐煤氧化前后的特性分析

褐煤由于热值低、热稳定性差等性质,一直以来被视为劣质燃料,近年来褐煤的生物转化和利用越来越受到重视。但褐煤化学结构复杂,微生物直接利用效率低,研究者们运用了多种氧化方法改善褐煤的结构,以期提高微生物对煤的作用。本文即分别采用NaClO、HNO_3和H_2O_2溶液氧化及微波4种方法处理褐煤,利用白腐菌在相同条件下对氧化处理后的褐煤进行生物液化,通过液化效果确定:HNO_3氧化是最优的处理方法;利用扫描电镜(SEM)、元素分析、X射线衍射(XRD)、比表面积测定和傅里叶红外光谱(FTIR)对氧化处理前后褐煤的特性进行分析。结果表明:HNO_3氧化破坏了部分芳环结构,以及氧化了大量酮基、碳氧键等含氧官能团,使褐煤的结构复杂度降低、氧化程度增高,从而易于被微生物所降解。     

红外光谱和核磁共振对腐植酸分子结构的表征

为说明风化煤中腐植酸的分子结构,主要运用元素分析、傅立叶红外光谱和固体13 C交叉极化/魔角转换核磁共振(13 C CP/MAS NMR)对从风化煤中提取的棕腐酸(ZFS)和黑腐酸(HFS)的分子结构进行表征.结果表明,ZFS和HFS的分子核主要是由芳香环构成,但HFS的芳香碳原子含量是ZFS的2倍,HFS的芳构化程度略高于ZFS.在芳环的周围有脂肪侧链,ZFS在芳环中约有50%的碳原子被取代基取代,且取代基脂肪侧链主要由直链烷基构成,在较长的烷基侧链上含有氧原子,以甲氧基或醚的形式存在.ZFS中脂肪碳含量明显高于HFS.HFS中脂肪碳的一部分很可能以环状形式存在,环中可能含有氧或者氮,芳核中约有1/3碳上的氢被取代,环上还有少量的酚羟基或者甲氧基.总的来说,ZFS的含氧官能团含量是黑腐酸的2倍,两种腐植酸的芳环上都有一部分的羧基,ZFS的含量是HFS的4倍.     

昭通褐煤“腐植酸的提取——腐黑物的低温热解”的梯级利用特性

以昭通褐煤为原料,通过碱溶酸析法提取腐植酸,探讨各工艺条件下褐煤腐植酸的提取率、腐植酸的品质,并对提完腐植酸后剩余的褐煤腐黑物进行热解气化,以热解产物分布、热解气及焦油的组成为指标,研究其热解气化特性,为开发"腐植酸的提取——腐黑物的低温热解"梯级利用提供基础数据,结果表明:1.5%Na OH、70℃反应温度和3h反应时间、2MPa压力下腐植酸的产率较高,可达到41%以上,得到的腐植酸的总酸性官能团含量可高达6.8mmol/g,其中主要的羧基官能团含量达到4.4mmol/g,腐植酸的灰分产率为14.23%,其对金属元素吸附大小顺序为AlSiFeCaKMg。腐黑物(残渣)热解气产率为15.72%,焦油产率为2.29%,热解气中主要的成分有H2、CO、CO2、CH4,其中H2的含量最高可达38.2%,焦油的组分较重且极为复杂,热解半焦的固定碳含量有所提高,热解产物中各组分的含量及比值随热解工艺条件的变化有所改变。     

中间相沥青纤维预氧化过程中交联机理的研究

中间相沥青纤维的预氧化主要依赖沥青分子之间的氧化交联,包括含氧官能团的生成和脱除,因而研究纤维预氧化过程中的交联机理对制备高性能中间相沥青基碳纤维尤为重要。采用元素分析、核磁共振以及傅里叶变换光谱对中间相沥青预氧化过程中的官能团结构以及转变进行分析。结果表明,预氧化过程中首先生成一些热稳性较低的羟基、脂肪醚基等含氧官能团,随着氧化反应的进行,这些官能团逐步转变为热稳定较高的羧基、羰基以及芳醚,交联度增强,纤维内形成以氧为连接点的交联网络。同时应力测试表明,随着预氧化反应的进行,分子内部发生化学反应形成交联结构,应力增大,与上述预氧化过程中官能团转变结论相一致。     

云南寻甸褐煤化学降解后腐植酸的理化性质分析

利用pH分级法将云南寻旬褐煤和褐煤氧化降解制备黄腐酸后残煤中的腐植酸分为酸性不同的组分,对每一组分进行元素、红外光谱、官能团含量定性、定量分析,测定了主要组分的凝聚限度值,从结构组成、性质方面将2种腐植酸进行了对比研究。     

神府镜煤光氧化产物的组成和结构研究

在紫外光照射下,用氧气对神府镜煤进行了光催化氧化研究。探讨了氧化时间对氧化煤中腐植酸含量的影响。通过溶剂抽提,FTIR分析及GC/MS分析对神府镜煤光氧化产物进行了组成和结构分析。研究表明:控制光氧化时间,可以获得不同腐植酸含量的光氧化产物,在光氧化4 h时,镜煤中腐植酸含量最高;镜煤在光氧化产物过程中,芳香结构较难打开,主要是醚键等含氧官能团发生反应,生成羧基和甲基等。     

褐煤中腐植酸的提取及其含氧官能团的分析

采用锡林浩特褐煤为原料,利用活化法提取腐植酸,运用傅立叶红外光谱（FTIR）和钡离子交换法测定原煤和腐植酸含氧官能团的含量,探讨了褐煤、腐植酸与提取腐植酸后褐煤（残余煤）的基本结构单元和含氧官能团含量的变化。结果表明：（1）运用活化法提取锡林浩特白音华镇褐煤中的腐植酸,提取率为14．90％,而总腐植酸含量为25．46％,游离腐植酸含量为20．62％。     

褐煤热转化过程氢键分布特征及调控手段研究进展

褐煤氧含量高且具备良好热反应性,是制备酚类、腐植酸等高附加值含氧化学品的重要原料。褐煤中的杂原子尤其是丰富的含氧官能团(酚羟基、羧基等)导致了大量氢键的存在,褐煤热转化过程(热解、干燥和直接液化等)中常见氢键包括煤中氢键和褐煤-溶剂间氢键等。煤中氢键和褐煤-溶剂间氢键在构型和强度上存在明显区别,目前可通过体积溶胀度、红外光谱等观测手段以及量子化学计算进行探究。煤中氢键和褐煤-溶剂间氢键广泛存在且明显作用于褐煤热解和直接液化等热转化过程。煤中氢键是维持褐煤大分子网络结构稳定的重要因素,能在热解过程中诱导酚羟基和羧基脱水,进而促进褐煤热转化过程中的低温交联反应,不利于焦油等轻质产物的生成。褐煤-溶剂间氢键是褐煤与溶剂相互作用的重要形式,其强度显著影响褐煤在热转化过程中的物理化学反应如萃取、溶胀以及脱氧等。充分认识褐煤相关氢键的存在形态和影响因素,并以此为基础进行氢键调控,对于褐煤清洁高效转化具有重要意义。现有的氢键调控主要目的在于破坏煤中氢键,从而在一定程度上抑制热转化过程中的交联反应。氢键调控方法主要包括低温预热以及使用吡啶、离子液体等强氢键受体进行溶剂预处理等。当前针对褐煤-溶剂间氢键的研究主要停留在定性层面,缺乏褐煤热转化过程中的原位观测以及定量分析。     

腐植酸类肥料简介

(一)腐植酸腐植酸是一组由碳、氢、氧、氮等元素组成的,大小不同,但性质和结构极其相似的有机化合物的混合物。其化学组成和结构极为复杂,含有羰基、酚羟基、醇羟基、醌基等多种官能团。     

褐煤氧化氨解过程中腐植酸官能团含量的研究

采用离心、抽滤等分离方法,大幅度减少褐煤中的杂质,提取腐植酸,分析测定了腐植酸中羧基、羰基、甲氧基及总酸性基等官能团和氮元素的含量。考察了褐煤氧化氨解过程中,上述官能团的变化规律和反应前后氮含量的变化。结果表明,氧化氨解过程可使腐植酸中总氮含量显著增加;引起腐植酸各官能团含量的显著变化。其中,反应温度和氧压对氧化氨解反应影响显著,温度和氧压越高,羧基和总酸性基的含量越多,甲氧基和羰基的含量越少;氨水浓度对氧化氨解反应影响不大,氨水浓度增高,羧基和总酸性基基本不变,甲氧基和羰基略有减少。     

三种云南褐煤腐植酸提取对比研究

以昭通(ZT)、小龙潭(XLT)和先锋(XF)三个地区的褐煤为原料进行腐植酸(humic acid,HA)的提取研究.以褐煤中腐植酸含量、腐植酸提取率及品质因素为分析指标,考察三种褐煤提取腐植酸的适用性.通过工业分析及酸性官能团含量的检测等手段对腐植酸的品质进行综合评价.结果表明,三种褐煤腐植酸提取率分别为76.13%,47.61%和43.48%.昭通褐煤腐植酸中灰分含量(16.83%)相对较高,小龙潭褐煤腐植酸和先锋褐煤腐植酸中灰分含量分别为6.66%和4.63%,且水分、挥发分和固定碳含量也相差较小.在腐植酸含氧官能团含量上,三种褐煤腐植酸的总酸性官能团含量及羧基含量相差较小,但昭通褐煤腐植酸提取残渣中含氧官能团含量远低于另外两种提取残渣.以上分析表明,昭通褐煤腐植酸提取较为完全,在腐植酸提取方面适用性更强.