神东上湾煤显微组分的结构特征及13C-CP/MAS NMR和FTIR分析

本文主要探讨了神东上湾煤及其显微组分富集物的结构特征，通过采用先进的科学技术手段，如13C-CP/MAS NMR（碳-13交叉极化/ Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance）和FTIR（傅里叶变换红外光谱法）进行深入分析。这些技术在煤炭科学研究中扮演着关键角色，它们能够揭示煤的微观结构和化学成分。 首先，研究结果显示惰质组富集物（主要由矿物质组成，不含有机碳的部分）相比于原煤和镜质组富集物（主要为有机质部分）具有更高的芳香度，特别是桥头芳碳（faB）含量较高。这表明惰质组富集物含有较多的大分子芳香化合物，如萘和蒽，这些大分子结构对于煤的性质和反应特性至关重要。 镜质组富集物则显示出更多的烷基化取代芳碳和脂肪碳，氢含量相对较多，其结构中包含大量的链状烷烃、环状烷烃和芳甲基，这暗示了苯等小分子芳香结构的存在。这种结构特征决定了其可能在燃烧和催化转化过程中有不同的行为。 原煤的结构特点在于其含有较多的季碳（faHl）、CH和CH2，以及氧接脂碳（faOl），这表明原煤的主要芳香结构以萘为主，且存在一定的多氢结构。 所有这三个煤样的共同点是，它们的羟基缔合程度较高，显示出强烈的C-C骨架伸缩振动峰。然而，镜质组富集物的Hal/Har比例（表示氢键和非氢键的比例）显著高于原煤和惰质组富集物，这说明镜质组富集物中含有较多的脂肪结构，即饱和碳氢化合物的比例较高。 镜质组和惰质组富集物的大分子结构与原煤相比，表现出更多的—CH2伸缩振动，这可能是由于它们的复杂结构和不同的化学改性过程所导致。 本文的研究对于深入了解神东上湾煤的微观结构和潜在转化机制提供了宝贵的数据，为煤炭的高效利用和清洁转化提供了科学依据。这一领域的研究不仅有助于煤炭工业的技术升级，也为煤炭资源的深度开发和环境保护提供了新的视角。关键词如“显微组分”、“镜质组”、“13C-CP/MAS NMR”以及“结构特征”突出了文章的核心研究内容，体现了煤炭化学领域内的深入探究。