次磷酸盐阻化剂对煤结构活性基团的影响及低温阻燃机制

本文主要探讨了次磷酸盐阻化剂（如次磷酸铝和次磷酸钠）对煤炭结构中活性基团变化规律的影响。通过对加入阻化剂后的煤样进行傅里叶变换红外光谱分析，研究者旨在揭示次磷酸盐在煤自燃氧化过程中的阻燃机制，并理解煤分子在氧化升温过程中的微观结构变化。 研究发现，在氧化升温过程中，煤结构中的活性基团主要包括含氧官能团、芳香烃和脂肪烃三类。其中，含氧官能团，如-C-O键，起着主要的阻化作用，因为它们容易发生氧化反应，从而减缓煤的自燃进程。芳香烃虽然也参与反应，但其阻化作用相对较小。相比之下，脂肪烃的阻化效应最弱，可能是因为它们的化学稳定性较高，不易被激活。 随着氧化温度的升高，RCH3基团和R2CH2基团的氧化反应活性呈现出不同的特性。在升温初期，次磷酸盐阻化剂的效果显著，能够有效抑制这些基团的氧化。然而，一旦达到某个特定温度，阻化剂的作用会减弱，不再能显著阻止煤的自燃。值得注意的是，尽管阻化剂在高温下可能失去对脂肪烃的阻化效果，但它对含氧官能团的阻化作用仍然存在，这是次磷酸盐阻化剂在低温条件下维持阻燃效果的关键。 这项研究对于煤炭工业具有重要的实际意义，因为它提供了优化使用次磷酸盐阻化剂的依据，以减少煤炭在储存和运输过程中的自燃风险。通过深入理解活性基团在煤中的作用及其对阻化剂响应的变化，可以设计出更有效的阻燃策略，提高煤炭的安全性和利用效率。此外，该研究也为其他类似有机阻化剂的研究提供了理论基础和技术指导。