煤绝氧升温过程中自由基团的变化研究
朱令起1
刘可忻2
李亚欣1
郝子昂1
1.华北理工大学 应急管理与安全工程学院,河北 唐山 063210;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北 唐山 0632102.华北理工大学 应急管理与安全工程学院,河北 唐山 063210
摘要：为研究绝氧升温过程中煤自由基团的变化特性,选取长焰煤开展热重分析及原位傅里叶变换红外光谱实验,通过差谱法分析相邻温度点间官能团的变化趋势,并结合傅里叶红外光谱解卷积技术获取官能团随温度变化的定量数据,进一步利用二阶导数光谱及退卷积图谱进行分段分峰拟合,探究不同温度区间内主要官能团的热解机理及动力学特征,基于二阶导数光谱和退卷积图谱进行分段分峰拟合研究.结果表明,在整个升温过程中,煤中的脂肪族官能团、羟基(-OH)、羰基(C=O)、C-O和芳香C=C含量均降低,而芳香C-H含量增加.脂肪族基团在30～427℃之间由于小分子物质挥发致含量下降,符合单向传输模式,活化能为 22.7 kJ/mol;427～561℃,碳碳单键断裂造成其数量减少,符合三级反应模式,活化能升至 82.46 kJ/mol;561～800℃,符合一级热解反应,活化能为 162.3 kJ/mol.芳香C=C在 30～427℃之间由于含氧官能团的裂解及小分子物质的挥发致数量下降;427～800℃,因脂肪族官能团分解致数量下降,符合二级热解反应模式,活化能为 207.23 kJ/mol.C-O在 30～266℃之间转化为C=O及其分解使数量减少,符合一级热解反应模式;266～800℃,由于脂肪族官能团热解进一步减少,符合二级反应模式,活化能由 39.46 kJ/mol升至 52.92 kJ/mol.羟基(-OH)在 30～180℃,由于水分蒸发致数量减少;180～561℃,由于脂肪族官能团分解致数量下降;266～800℃,此阶段符合二级热解反应模式,活化能为 72.31 kJ/mol.
关键词：煤化学结构官能团傅里叶红外光谱活化能长焰煤
分类号：75+2.2()
资助基金：国家自然科学基金(52404208)国家自然科学基金(51974128)
论文发表日期：2025-10-30
在线出版日期：2025-10-28（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 105-114 )
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