褐煤堿-氧氧化的產(chǎn)物分析及其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究.pdf

1、褐煤是煤化度最低的煤種，其熱值低、揮發(fā)分高，開(kāi)發(fā)褐煤的非燃料利用途徑具有重要的意義。研究表明，褐煤通過(guò)堿-氧氧化可以得到十二種苯多羧酸和小分子酸，苯羧酸是有高附加值的化學(xué)品，廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、樹(shù)脂、增塑劑、合成纖維、食品、電子等行業(yè)，而苯羧酸目前主要是通過(guò)石油中的芳烴氧化而得，隨著石油資源的日益枯竭，尋找一種新的苯多羧酸制取途徑具有重要的意義。本研究的主要內(nèi)容包括褐煤堿-氧氣氧化產(chǎn)物的分析，反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物收率的影響考察，并通過(guò)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和

2、分布情況，反演褐煤和腐殖酸的結(jié)構(gòu)信息。
　　褐煤堿氧化制苯羧酸的過(guò)程是先生成腐殖酸，進(jìn)而氧化生成水溶酸，最后得到苯羧酸，其中水溶酸組分的信息以往研究中很少涉及。本研究采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC/MS)技術(shù)，建立了一種適合分析褐煤液相氧化產(chǎn)物的方法。研究表明，褐煤的水溶酸中含有一定量的雙環(huán)芳香羧酸——聯(lián)苯羧酸和萘羧酸，還有大量的單環(huán)產(chǎn)物。在檢測(cè)到的單環(huán)產(chǎn)物中，苯環(huán)上的酚羥基最容易被氧化，其次是乙?；腿┗?，苯環(huán)上的甲基轉(zhuǎn)化的速度最

3、慢。氧化溫度、反應(yīng)時(shí)間和堿煤比對(duì)于褐煤制備苯羧酸的收率都有較為顯著的影響。以錫林浩特褐煤為原料，苯羧酸的總收率可以達(dá)到25.8 wt％，小分子酸總收率也同時(shí)達(dá)到40.7 wt％。
　　本研究還采用多種分析測(cè)試技術(shù)對(duì)褐煤及腐殖酸的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，結(jié)合氧化產(chǎn)物中苯羧酸的收率分布，提出褐煤和腐殖酸的結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)固體核磁共振和紅外光譜對(duì)褐煤和腐殖酸的碳骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性、定量分析，得到芳碳率、芳核結(jié)構(gòu)尺寸、含氧官能團(tuán)的分布等結(jié)構(gòu)信息;通