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1、冶金分析,2009,29(1):21224MetallurgicalAnalysis,2009,29(1):21224文章编号:1000-7571(2009)01-0021-04弱氧化环境下褐煤氧化产物的定性分析131,2111冯波,其鲁,张敬华,孙小嫚,杨凡(11中信国安盟固利新能源科技有限公司,北京102200;21北京大学化学与分子工程学院应用化学系,北京100871)摘要:以双氧水作为氧化剂,在112mol/LNaOH溶液中,经程序升温至200℃对褐煤进行氧化反应,反应产物经盐酸酸化处理后,以氯仿、乙酸乙酯(10∶1,V/V)混合溶剂作为萃取剂,进行索氏抽提。对抽提所分
2、离的有机物组分采用红外光谱和气相色谱/质谱联用的方法进-1-1-1-1行定性分析。红外谱图中:3400cm,1500～1600cm,1700cm,1200cm等处有吸收,表明组分结构中分别含有-OH、苯环、-C=O、酚羟基。而质谱分析表明:氧化产物中除含有9～18个碳的脂肪羧酸外,还有酚酸,总离子流色谱图中No14的质谱与邻羟基苯甲酸标准样品谱图的相似度达97%,可以确定其为邻羟基苯甲酸(即水扬酸)。关键词:褐煤;氧化;气相色谱/质谱;红外光谱;酚酸中图分类号:O657163,O657133文献标识码:A目前,传统的煤炭液化主要有直接催化加氢司);索氏抽提器(北京玻璃有限公司)
3、。和制水煤气、费2托(F2T)合成间接液化两种工H2O2(φ=30%)、NaOH、盐酸(北京华腾化[1-2][3-5]艺,均可以得到多种油品和化学品。与工有限公司,分析纯);乙醇、氯仿、乙酸乙酯(北前两种工艺不同,通过氧化的方法可以直接从煤京化学试剂公司,分析纯);自制去离子水。[6]炭中获取一些含氧的化学品。用H2O2可以对112实验方法煤进行氧化,产物主要是脂肪酸酯和酚类。取5010g经破碎并过200目筛的褐煤置于褐煤是含氧量高的低阶煤,反应活性比较反应罐中,加一定量H2O2、112mol/LNaOH,[7]高,容易被进一步氧化。Jun2ichiroH等在经程序升温至200
4、℃条件下进行氧化。氧化产物100℃以下、碱性环境中对褐煤进行氧化,产物用2mol/L盐酸调节pH2,离心后得粘稠状沉[8]主要是羧酸、酚及醇类物质;KazuhiroM等在淀,60℃左右把沉淀烘干,然后用乙醇溶解除去室温下、用H2O2对褐煤进行氧化,产物主要是其中的NaCl,乙醇溶液回收溶剂后,剩余固体物小分子醇、羧酸和芳香族化合物等。本文以质以氯仿、乙酸乙酯(10∶1,V/V)为溶剂进行索H2O2为氧化剂、在一定的升温程序下实现褐煤氏抽提,所得萃取液进行GC2MS分析。的氧化,并采用红外光谱和气相色谱/质谱联用113GC2MS分析条件对氧化产物进行定性分析,结果表明产物中除含色
5、谱柱:RTX25MS30m×0125mm×0125脂肪羧酸外,还含有酚酸。μm;柱温:初始温度30℃,以10℃/min升至280℃,保持5min;进样量:1μL;进样口温度:1实验部分250℃;进样方式:不分流;电离方式:EI源。111主要仪器和试剂2结果与讨论QP2010plus型气相色谱/质谱联用仪(日本岛津公司);FTIR28400型红外光谱仪(日本岛津煤分子结构复杂,普遍的观点认为煤是由缩公司);pHS23C型酸度计(上海智光仪器仪表公合芳环、杂环等基本结构单元通过桥键而形成的收稿日期:2008-03-05作者简介:冯波(1980-),男,硕士,现从事煤中有机物的分析与
6、分离通讯联系人:其鲁,男,教授,博士;Tel:010-62755290,E2mail:qilu@pku1edu1cn—21—FENGBo,QILu,ZHANGJing2hua,etal.Qualitativeanalysisofbrowncoaloxidationproductsinmildoxidizingatmosphere.MetallurgicalAnalysis,2009,29(1):21224三维网状大分子。煤的氧化产物也很复杂,控制附近的宽而强的吸收峰,为缔合O2H的伸缩振-1反应条件以得到较多芳环结构的产物,对提升煤动;3000cm附近的弱吸收为苯环=C2H伸缩
7、[9-11]-1的附加值意义重大。本实验条件下,煤分子振动;1500～1600cm之间的几个尖峰为苯环-1中的桥键被打破形成小分子脂肪酸的同时,也较的骨架振动;1700cm附近的吸收为C=O伸-1多地保留了芳环结构。缩振动;1380cm附近为-CH3的弯曲振动峰;-1211样品的红外光谱分析1200cm附近的吸收为酚羟基的伸缩振动。把提取液中的溶剂挥发干后,所得的固体物-1质进行红外光谱分析,见图1。其中:3400cm图1被分离样品的红外光谱图Fig11Fouriertransforminf
