晋城高硫煤大分子结构表征及模型构建

从分子水平上认识、表征高硫煤的结构特征对于清洁高效利用高硫煤具有关键意义。利用工业元素分析、高分辨率透射电镜、激光解吸飞行时间质谱、¹³C核磁共振波谱和X射线光电子能谱技术对晋城高硫煤的分子结构进行表征。结果表明：晋城高硫煤中的芳香层片长度分布范围较宽，且以2×2和3×3形式居多；杂原子结构中氮原子以吡啶氮和吡咯氮为主，硫原子的存在形式包含硫醇、硫醚、噻吩、亚砜和砜等多种结构，氧原子主要存在于羟基、羰基、和醚氧中，同时，结构中脂肪侧链长度较短，且支链化程度较低。根据高分辨图像提供的芳香碳骨架信息，从中选取327个芳香层片作为结构模型的基本骨架，在依次实现脂肪结构和杂原子官能团的添加后对其进行优化，得到了与上述实验数据吻合的高硫煤分子结构模型，模型由95个单体分子组成，原子数量为18 882个，分子式为C_{12 119}H_{6 279}O₂₁₄N₁₁₈S₁₅₂，分子量为161 647Da。通过构建的分子结构模型可应用于进一步研究高硫煤的物理化学性质及反应性等。