五彩湾烟煤与昭通褐煤连续热溶物的GC×GC/TOFMS分析

摘要

煤炭作为主要的化石能源,在分子水平上研究煤的结构对其高附加值利用具有重要意义.温和条件下的连续热溶能够在非(弱)破坏性条件下得到较小分子的混合物,通过对小分子结构的分析,从而反推其真实的分子结构.而热溶产物中存在大量的同分异构体,常规的色谱分离如LC或GC都会产生许多共流峰,对质谱的解析造成极大干扰.二维色谱GC×GC的引入，能够使热溶物中难以分离的物质在二维空间中进一步分离，通过解卷积处理还能对二维中的共洗脱组分进行分析。分析比较6个热溶物样品的GC/MS和GCxGC/TOFMS谱图，发现环己烷热溶得到的多为脂肪烃和酚类等极性较低但沸点分布较广的化合物，丙酮热溶物中主要为含氧类化合物及少量PAHs，甲醇热溶物中物质分布较广，但相对含量较低，这与甲醇的极性大小有密切联系，在GC/MS中却很难看到这样直观的特征分布。此外，通过二维数据还分析了两种煤中的有机硫、氮的赋存形态，有机硫主要为噻吩和苯并噻吩，并伴有少量硫烷类物质，有机氮则主要以吡啶和胺类形式存在。五彩湾烟煤中的有机硫、氮的含量明显高于昭通褐煤，这与其形成过程、地理环境及煤化程度都有着不同程度的关系。