煤分子中的含氧基團(tuán)是發(fā)生煤氧復(fù)合反應(yīng),引起煤炭自燃災(zāi)害的關(guān)鍵因素。通過原位傅里葉紅外光譜試驗,對褐煤氧化升溫過程中的含氧基團(tuán)變化進(jìn)行了定性和定量分析,研究煤氧復(fù)合反應(yīng)過程中含氧基團(tuán)的變化規(guī)律。結(jié)果表明:低溫氧化過程中,褐煤中羥基含氧官能團(tuán)是參與早期30℃～80℃范圍煤氧復(fù)合反應(yīng)的關(guān)鍵含氧官能團(tuán),含氧官能團(tuán)中其化學(xué)活性最高,特征吸收峰強度下降幅度最大,220℃時,下降幅度超過了70%;羧基、羰基、脂肪醚基和芳香醚基等4類含氧官能團(tuán)含量隨溫度升高而升高,上升幅度依次:羰基>羧基>脂肪醚>芳香醚。煤氧復(fù)合反應(yīng)的低溫階段20℃～220℃為高溫階段積累了大量的羧基、羰基化合物等中間過渡產(chǎn)物。 

【文章來源】：礦業(yè)研究與開發(fā). 2020,40(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

連續(xù)升溫條件下褐煤三維紅外光譜圖

根據(jù)程序升溫設(shè)計，時間與溫度成對應(yīng)關(guān)系。為了便于對比和分析指定溫度下樣品紅外光譜的變化，結(jié)合程序升溫的設(shè)定參數(shù)，從圖1中自20℃開始，溫度每升高20℃提取對應(yīng)溫度下的紅外光譜圖，得到圖2原煤不同溫度下的紅外光譜圖。為了分析的準(zhǔn)確性，將650～4000cm-1范圍紅外光譜進(jìn)行分段，然后通過Peakfit軟件進(jìn)行分峰和擬合，獲得煤分子中含氧官能團(tuán)的特征峰數(shù)據(jù)。

根據(jù)官能團(tuán)特征峰的歸屬表[13],3697～3625cm-1為游離羥基的特征峰范圍。圖3和表2為3725～3600cm-1范圍的紅外光譜圖的分峰擬合圖和分峰結(jié)果。從分峰結(jié)果可以看出，3638,3648,3658,3666,3674,3680,3691cm-1處的特征峰為游離羥基峰。3648,3658,3666cm-1處特征峰峰面積占總面積的21.35%、16.13%、14.12%，總體占總面積的51.60%。其他特征峰的峰面積占比較小。因此，這3處的特征峰是游離羥基的主要特征峰，可以反映游離羥基官能團(tuán)的變化。為便于分析，可以選擇此3處特征峰峰面積作為游離羥基濃度變化的指標(biāo)。圖4 20℃～220℃氧化過程中羥基特征峰強度的變化曲線

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2979783