煤结构16.ppt

* 2.2.4 煤中非共价键 一般认为:煤中主要有共价键核四种非共价键，共五种结合力存在. 非共价键包括：离子键、范德华力、氢键和芳香环间的?-?电子相互作用 2.2.4.1 煤中的氢键 由于氢键的作用, 煤(特别是低阶煤)中留存了大量水分, 从而影响煤的干燥; 煤中的羧基和羟基在早期热解阶段形成氢键结合, 影响随后的主要热解反应, 抑制挥发物的形成; 在煤的液化核溶剂抽提过程中, 氢键也显著影响着煤表面和溶剂的相互作用 * 在非极性溶剂中，煤的溶胀仅反映了煤和非极性溶剂间作用的贡献，煤在极性溶剂和非极性溶剂中溶胀率的差值，就反映了煤与极性溶剂之间特殊的相互作用，也就是氢键的贡献。 * 煤中可能的形成氢键的官能团为：羟基、酚基和羧基。 Painter将这些官能团所形成的氢键的振动频率指定为： 游离OH基团 3611cm-1 OH-?氢键 3516cm-1 羧基自缔合的多聚体氢键 3400cm-1 OH与醚中的氧原子形成的氢键 3300cm-1 紧密环状OH四聚体氢键 3200cm-1 OH-N酸碱结构 3100-2800cm-1 * Miura采用原位反射红外技术,对煤红外光谱图中3750-2400cm-1的吸收带进行了解析,他认为在这一区域,可以分为10个吸收峰,其中包括7个OH伸缩振动带和3个CH伸缩振动带.他对Painter的6种峰的位置做了调整,并在2640cm-1出引入了新的羧酸二聚氢键。图示为煤中假定存在的氢键类型。 * 2.2.4.2 煤中的?-?相互作用力 煤中的?-?相互作用随参与体系和极化率的增大而增大，在聚合芳香环体系间尤为强烈。该作用力属于短程作用力，其强度与分子间距离的6次方成反比。 * 2.2.5 煤结构的研究方法 碎片信息重组法 物理仪器直接分析法 统计结构解析法 计算机模拟技术 方法 * 一、碎片信息重组方法 碎片信息重组法 物理化学研究方法 化学研究方法 吸附性能 溶剂抽提 加氢抽提 热解抽提 普通抽提 特定抽提 超临界抽提 热解 解聚 氢化 加氢 卤化 官能团分解 烷基化 * 碎片信息重组法——原理：碎片特征＋碎片间键的特征＝大分子的特征 溶剂抽提法常用来研究煤的结构，但未能取得满意结果。未能找到一种能完全溶解煤的溶剂，能溶的只是一小部分，抽出物本身仍是一个很复杂的混合物，因此不能以此来论证煤的结构全貌。常与仪器分析法相结合 氯仿和苯-乙醇抽提物分子量500左右，通常为煤中的低分子化合物 利用吡啶抽提可以计算出两个交联点之间高分子链的平均分子量 * 二、物理仪器分析方法 * 2.2.6 小结 “标准”和“公认”的模型把煤认为是共价键交联的大分子网状结构 煤交联键的本质仍存在争议 尚有很多问题需要解决 煤的大分子结构是什么？ 煤结构中的低分子量物质的含量到底有多少？ 煤有机质分子间的作用力是什么？ * 加上元素分析,工业分析和几种不同基准的介绍 * * * * 第二章 煤化工 §2.1 绪论 §2.2 煤结构的认识和发展 * §2.1 绪论  燃烧 焦化 气化 液化 热解 煤的利用方式 洁净气体 液体 固体燃料 化学原料 高效洁净转化 煤的组成结构 基石 发展方向 * §2.2 煤结构的认识和发展 煤的研究可追溯到煤开始用于工业的工业革命时期（1780年） 煤科学包括：煤的起源；煤的初级转化产物以及在开采和转化利用过程中产生的有害物等………… 1830年 煤是由植物生成的，并且主要是陆生植物 2.2.1 引言 20世纪初，试图把煤结构和煤的起源相联系——迷茫； 从一些反应产物来推断煤的结构同样被证明——非常困难。因为这些产物几乎和煤本身一样复杂。 煤结构的探索 煤的结构分析 碎片信息重组法 物理仪器直接分析法 * 20世纪中叶以前所说的煤化学结构,其实是煤的元素分析和煤中主要有机官能团的分析 经典描述: 煤是结构不均一的有机物和无机物的混合体.煤是经过几百万年生长、演化而来的,它表现出惰性的化学结构.煤不易溶于一般溶剂,只能与强的反应物或在苛刻条件下进行反应。 20世纪60