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153 / 2023-07-01 20:02:34
Molecular structure characterization of coal with different coalification degrees: a combined study from FT-IR, Raman, 13C NMR spectroscopy and modelling
Molecular structure model,FTIR,13C NMR,Raman,Spectral analysis
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元吉 李 / 黑龙江科技大学
Shangjiu Meng / Heilongjiang University of Science and Technology
虽然对煤化过程中煤分子结构的演化进行了广泛的研究，但煤的异质性和复杂性继续阻碍了其结构演化机理的准确和精确的定量表征。本研究采用显光鉴定、镜质体反射率、工业质量、元素分析和光谱分析等方法，测定了不同煤化阶段煤的有机质来源、煤质、碳骨架结构和官能团赋存（F-1、J-1、T-1和W-1的R o、最大值分别为0.58%、0.74%、1.40%和2.11%）。通过计算机辅助分子设计已经创建了四种分子模型。结果表明， 苯环结构中的氢原子随着煤化作用的增加而减小.脂肪族化合物的含量逐渐减少，而脂肪族侧链的长度先减小（R o，max<1.81%），然后增加（R o，max>1.81%）。而且，随着煤结晶程度的增加，煤的化学结构趋于成熟和稳定，含氧基团逐渐减少。因此，芳构化作用在煤化后期随着缩合反应占主导地位而增加。定量获得了煤样中碳原子的种类和数量。经过大量尝试确定芳烃、脂肪族侧链和氧官能团之间的化学键模式，最终的分子结构模型呈现为 C 188 H165O 13 N 3 （F-1）、C182 H 161O9N5 （J-1）、C 195 H153O 10 N 3 （T-1） 和 C193H129O7N 3（W-1）。这些模型准确地代表了煤的结构，13C NMR谱的预测与实验谱一致。此外，还基于侧链和化学键的变化讨论了煤化机理。根据官能团的吸附热，甲烷吸附容量随着煤化程度的增加而增加。甲烷吸附容量的拐点为Ro，max>1.80%。本研究为理解不同变质作用下煤的分子结构演化提供了理论框架。此外，它还提出了一种高精度表征煤分子结构的可靠方法。

 
重要日期

  • 会议日期

    08月18日

    2023

    至

    08月20日

    2023

  • 07月07日 2023

    初稿截稿日期

  • 08月20日 2023

    注册截止日期

主办单位
International Committee of Mine Safety Science and Engineering
承办单位
Heilongjiang University of Science and Technology
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