高阳炼焦煤碳氧结构分析：光谱学洞察

"本文详细探讨了高阳炼焦煤的碳、氧结构，通过13C交叉极化/魔角旋转-核磁共振(13CCP/MAS-NMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等光谱学方法进行表征。研究表明，高阳炼焦煤的芳碳率在0.73-0.77之间，芳核平均结构尺寸(Xb)为0.43。主要的芳香烃结构为苯环五取代、四取代和三取代，分别占比41.42%、30.65%和19.82%。脂肪烃结构以亚甲基为主，占41.85%，其次是甲基和次甲基。含氧官能团中，羰基和酚羟基最为显著，与芳环上的π电子形成羟基π氢键占羟基结构的73.20%。在构建的分子模型中，脂肪烃碳原子数为25-32个，氧原子数为7个，主要存在于羰基、酚羟基和可能的醚氧键及有机硫结构中。" 这篇研究论文深入分析了山西高阳地区的炼焦煤碳、氧结构，这对于理解煤的结构特征、反应性质以及提高其综合利用率至关重要。研究人员采用了多种先进的表征技术，包括13C核磁共振(13CCP/MAS-NMR)，这是一种可以揭示煤中碳原子不同环境的非破坏性检测方法，用于研究碳的分布和类型。傅里叶红外光谱(FTIR)则提供了关于煤中化学键信息，如羟基、羰基等含氧官能团的结构特征。X射线光电子能谱(XPS)则用于确定元素的化学状态和表面成分。 根据研究，高阳炼焦煤的碳结构以芳香碳为主，其中苯环的五取代、四取代和三取代形式最为常见。脂肪烃部分以亚甲基为主，显示出煤中含有丰富的烷基侧链和环状脂肪烃结构。同时，煤中含氧官能团的分析显示，羰基和酚羟基是最主要的类型，它们与芳环上的π电子形成稳定的氢键，对煤的反应性和稳定性产生影响。 构建的高阳炼焦煤大分子模型显示，芳香烃碳原子数量为118，脂肪烃碳原子数量在25-32个之间，这表明煤的结构复杂，含有不同长度的烷基链。氧原子的数量为7个，主要存在于羰基、酚羟基以及可能存在的醚键和有机硫结构中。为了构建更精确的模型，未来研究需要进一步分析煤中的硫、氮等杂原子结构。 该研究的成果为优化炼焦煤的利用提供了理论基础，有助于提升煤炭资源的转化效率和产品质量，对煤炭化工领域具有重要的实践指导意义。