卤素离子液体对煤结构及热解特性影响的研究
李琳1
杨北记2
李志昊3
王晓茹2
孙倩云2
由晓芳1
1.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 266590;露天煤矿灾害防治与生态保护全国重点实验室,山东青岛 2665902.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 2665903.潍坊科技学院化学与环境工程学院,山东潍坊 262700
摘要：溶胀是能够改善煤性质、提升煤使用效率的方法,近年来离子液体作为溶胀试剂被用于煤炭溶胀.尽管普通离子液体作为溶胀试剂稳定性强且对环境友好,但由于极性较低,对煤溶胀效果较差,而卤素离子液体凭借卤素原子高极性的特点具有较强的极性.因此选用不同卤素离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([Bmim]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑碘盐([Bmim]I)对长焰煤进行溶胀,以探索卤素离子液体对煤结构性能的影响.结果表明:溶胀效果有[Bmim]Cl＞[Bmim]Br＞[Bmim]I的规律,其中[Bmim]Cl溶胀煤样在25 ℃下处理36 h的溶胀度提升最大,为25.07％.且溶胀使煤样结构发生改变,煤样芳香片层间距明显增加,表面小分子碎片明显增多;氧元素质量分数降低,最高降低了 3.63％.溶胀样品失重率增加,热解温度向低温区域移动.模拟结果表明:卤素离子液体使含氧官能团形成的氢键普遍发生弱化,强氢键转变为弱氢键,部分氢键甚至发生断裂.研究结果为提高煤炭热解、液化效率,促进煤炭资源的高价值利用提供了理论基础.
关键词：卤素离子液体溶胀含氧官能团量子化学计算长焰煤
分类号：TD94(选矿)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC2907703)山东省自然科学基金(ZR2024ME001)泰山学者工程专项经费资助项目(tsqn202306201)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-10-31（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 1167-1180 )
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