煤大分子在有机溶剂中的溶解溶胀行为及其交联本性

采用溶剂抽提与溶胀法研究了煤－煤及煤－溶剂间非共价键力对煤大分子溶胀行为的影响。煤在非极性溶剂中的溶胀行为反映了煤－煤分子间作用力的大小,煤在碳含量８１％￣８３％范围内有最小的分子间作用力,溶胀率最大。煤在极性溶剂中的溶胀行为由煤－溶剂间作用强弱决定,其溶胀率随碳含量增加而减小。煤大分子交联键性质包括共价与非共价交联两部分的贡献。共价交联存在于结构单元之间,非共价交联主要存在于片断之间,部分存在于     

煤的可溶化技术与煤的化学族组成

综述了煤可溶化技术研究的现状,讨论了影响煤可溶化的主要因素以及几种强化方法,指出了今后应作深入研究的几个方面,并提出了利用煤的可深化技术进行煤的化学族组成研究的设想。     

年轻煤溶剂溶胀后加氢液化性能的研究

以山东龙口局洼里煤、新汶局孙村煤为研究用煤。首先进行溶剂溶胀，实验表明吡啶溶剂的溶胀作用最强。溶胀率指标表明溶胀煤结构变得疏松；热重分析表明溶胀煤热分解活性增强。然后对原煤和溶胀煤进行加氢液化实验，通过煤的转化率、液化油产率和煤气产率等指标，表明洼里原煤、洼里溶胀煤和孙村溶胀煤具有良好的加氢液化性能，各溶胀煤比其原煤的油产率均有显著提高。对于所实验煤的基本液化条件进行了实验探索。     

不同温度下煤在溶剂中的溶胀行为

溶胀是煤直接液化升温过程中粘度发生变化的主要原因之一。本文研究了不同温度下两种煤在有机溶剂中的溶胀度变化。结果表明：在极性溶剂中,煤化程度较小的神华煤的溶胀性比新庄煤大,而在非极性溶剂四氢萘中,情况相反;温度升高加快了煤的溶胀速率,且对煤的溶胀度大小有影响;煤的溶胀度与煤和溶剂的溶解度参数有关,溶剂对煤的溶解能力越大,则煤在该溶剂中的溶胀度越大。     

煤有机质在化学脱灰过程中的变化

碱－酸处理可以脱除煤中矿物质，虽然在较低温度下采用ＮａＯＨ－ＨＣｌ水溶液处理不会破坏煤的主体结构，但红外光谱中羟基吸收峰的增加表明部分弱的醚键发生了水解。碱－酸处理前后煤的溶剂抽提率基本不变，但溶胀率增加以及热失重减小等现象表明煤中主价键未发生断裂但煤分子间作用力却发生了变化。     

用石油裂解的副产品—O型溶液剂抽提烟煤的实验研究

在一般溶剂抽提试验基础上，，用石油裂解副产品-O型溶剂在温和条件下对兖州烟煤进行了详细的抽提试验研究，对影响提产率的温度、时间和煤比，对添加剂、抽提预处理煤的溶剂和抽提煤的二次抽提进行了实验研究。结果表明：（1）试验用石油裂解副产品是一种高效煤溶剂抽提物质；（2）适宜抽提条件为：150℃，抽提时间1h，溶煤比为2：1；（3）添加适量的盐酸和硝酸可提高溶剂抽提率；（4）用稀酸硝酸预处理煤可大大提高煤的抽提率；（5）二次抽提可提高煤的总抽提率。本研究对于煤液化和纯煤制备具有一定意义。     

二元复合溶剂对煤抽提的研究

作者通过对部分二元复合溶剂混合热、溶剂与煤的作用热、抽提率的测定,找出了抽提率与作用热之间的关系。结果表明,在所试验的范围内,以溶解度参数作为选择抽提煤的溶剂的依据,仅适用于烟煤,不适用于褐煤;以煤与溶剂的作用热为依据选择溶剂,同时适用于烟煤和褐煤。     

微波条件下抽提煤的实验研究

在微波辅助下,以神府煤为研究对象,四氢呋喃、乙醇、甲醇为溶剂,考察了抽提温度、时间、溶剂量及煤粒度对抽提率的影响,结果显示:上述3种沸点不同的溶剂抽提率达到其最佳值所需要的溶剂量及煤粒度相差不大但抽提温度有所不同;同时探讨了以四氢呋喃、丙酮、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,对不同变质程度煤的微波辅助抽提效果,结果是变质程度相似的煤在相同抽提条件下抽提率不同。运用红外光谱现代分析技术,对神府脱灰煤和溶剂抽提后的残煤进行结构对比分析,结果表明抽提并没有破坏煤的大分子结构。     

煤大分子堆垛结构的研究

根据镜质组煤微组分在中、低角区0.2nm~(-1)≤S≤4nm~(-1)(s=2sinθ/λ)的x射线散射强度分布,研究了煤大分子的堆垛结构.建立了由煤大分子弯曲层局部平行堆垛形成的3维结构单位。当镜质组煤微组分的Wc=84％～92％时,这种3维结构单位呈“似流体”分布。在Wc≈89％时这种“似流体”结构最为突出。     

交联季铵化纤维素膜的制备及其溶胀性能研究

研究和开发多功能、高性能与高附加值的纤维素衍生物是综合利用我国纤维素资源的重要途径.本实验合成了5种不同取代度的季铵化纤维素(QC),并以戊二醛为交联剂制备出交联季铵化纤维素膜(c-QCM).通过红外光谱、核磁共振、元素分析及热重分析对QC结构和热性能进行表征.溶胀实验结果为不同取代度的c-QCM在非酸性溶液中的平衡溶胀率范围为66%～98%.结果表明,c-QCM能够在中性和碱性溶液中稳定存在,是一种潜在的抗菌及湿度敏感材料.     

不同溶剂对七台河煤萃取效果的影响

采用常压沸点下回流萃取方法,选用6种不同的有机溶剂对七台河煤进行了萃取研究,并利用CC／MS联用法对各萃取物的组成进行了分析。但不同的有机溶剂对七台河煤的萃取率相差很大。溶剂的电子受—授能力、溶解度参数、沸点、酸碱性都会对萃取效果产生不同程度的影响。实验证明,在萃取过程中,含有良好的氢键受体、很强的电负性羰基氧的有机溶剂,含n个孤对电子的胺类有机溶剂对七台河煤的萃取率都较大;溶剂萃取过程遵循“相似相溶”规律;呈碱性的有机溶剂对七台河煤的萃取率较大。结果表明,利用有机溶剂萃取法从煤中得到高附加值产品在技术上是可行的。     

用石油裂解的副产品-O型溶剂抽提烟煤的实验研究

在一般溶剂抽提试验基础上,用石油裂解副产品-O型溶剂在温和条件下对兖州烟煤进行了详细的抽提试验研究,对影响提产率的温度、时间和溶煤比,对添加剂、抽提预处理煤的溶剂和抽提煤的二次抽提进行了实验研究.结果表明(1)试验用石油裂解副产品是一种高效煤溶剂抽提物质;(2)适宜抽提条件为150℃,抽提时间1h,溶煤比为21;(3)添加适量的盐酸和硝酸可提高溶剂抽提率;(4)用稀硝酸预处理煤可大大提高煤的抽提率;(5)二次抽提可提高煤的总抽提率.本研究对于煤液化和纯煤制备具有一定意义.     

二元溶剂[Bmim]Cl+NMP对褐煤的溶胀及电解液化的影响

本文在课题组已有的离子液体对煤进行溶胀预处理的研究基础上,进一步研究了多种含离子液体的二元混合溶剂.结果表明,[Bmim]Cl+NMP对神华褐煤的溶胀效果最佳.通过研究二元溶剂中[Bmim]Cl的体积分数、溶胀温度及时间对煤的溶胀度及其电化学还原反应的影响,发现[Bmim]Cl的体积分数为0.5时,煤的溶胀度较高.神华煤在[Bmim]Cl+NMP中溶胀12h即可达到平衡.提高温度不仅可以缩短达到溶胀平衡所需的时间,还可以进一步破坏煤的结构,提高溶胀度.神华褐煤在150℃下溶胀12h,溶胀度可达到3.93.通过二元溶剂[Bmim]Cl+NMP对煤的溶胀处理能提高煤电解加氢还原的反应活性,有利于提高煤的液化率,使电解液化率从31.66%提高到62.27%.     

A及AB类萃取体系中稀释剂效应的研究

根据两相滴定法研究Ａ及ＡＢ类体系对Ｍｎ＋（Ｌａ３＋，Ｚｎ２＋，Ｃｏ２＋）萃取平衡的影响，考察了表观萃取平衡常数（ｌｇＫｅｘ）与稀释剂溶度参数（δｏｒｇ）之间的内在关系，建立了ｌｇＫｅｘ与δｏｒｇ之间的经验公式．其线性回归方程式可表达为ｌｇＫｅｘ＝２Ｃ２δｏｒｇ＋Ｃｉ     

溶剂抽提损伤致裂煤体实验研究

致密煤层中瓦斯的运移和抽排与煤体的致裂损伤有着密切的联系,溶剂抽提致裂煤体、产生裂隙会有助于低渗透性煤层瓦斯的运移.本文对块体煤进行了不同种类溶剂的抽提损伤实验,测定了抽提损伤后煤体的孔隙率变化.溶剂种类对煤体的致裂损伤作用效果显著不同,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)抽提后的煤体形成了许多裂隙;二硫化碳和NMP混合溶剂体系对煤体的抽提存在协同作用,其对煤体的抽提损伤效应大于单种溶剂;NMP和NMP与二硫化碳混合溶剂抽提后煤体的孔隙率约是原煤体孔隙率的4倍和5倍,煤体的孔隙率增大十分明显;抽提物及抽提残煤体的红外光谱和热重分析表征结果表明,与原煤相比,抽提残煤中的脂肪烃类物质明显减少.     

层滑构造及其对煤层的影响

指出了层滑构造不仅使煤层厚度、煤层结构和煤体结构发生变化,而且使煤层的煤化程度提高,灰分增加。分析了层滑构造引起煤厚变化的几种成因方式,解释了煤质变化的形成原因。     

溶胀煤的红外光谱及热重分析研究

煤是由多种有机高分子化合物和矿物质组成的复杂混合物,而煤结构的研究内容主要是针对煤中的有机物质化学结构的研究。煤的化学结构决定了其多种反应性,所以煤化学结构的研究一直都是煤结构研究中的重要的研究课题。而煤的溶胀方法能够提供较多关于煤的化学结构消息,用傅立叶红外光谱法,热重分析法两种手段对去灰煤样、酒精和蒸馏水洗静毗啶溶胀煤样和NMP二次溶胀煤样进行化学结构与热解性质的分析,表征煤溶胀前后结构与热解反应性质的变化情况,定性地认识煤的溶胀反应过程。采用热重和红外光谱法联用分析NMP二次溶胀煤样,依据红外光谱了解热解过程中产物。这些工作有助于对淮南地区煤化学结构和热解反应性的研究。