昭通褐煤和五彩湾长焰煤热溶产物的色谱分离分析

摘要

本论文选用昭通褐煤（ZL）和五彩湾长焰煤（WLFC）为研究对象，在300℃下分别以环己烷、丙酮和甲醇进行分级热溶，并结合三种“色谱联用分析方法”（气相色谱-质谱联用（GC-MS）、全二维气相色谱-飞行时间质谱联用（GC×GC-TOF MS）和高效液相色谱-飞行时间质谱联用（HPLC-TOF MS））对煤分级热溶物进行分离分析。同时采用柱层析分离的方法对分级热溶物进行精细分离，并对分离得到的各组分进行GC-MS分析，以期从分子水平上更多的了解煤的组成和结构。
　　两种煤中各级热溶物的GC-MS分析结果表明，在环己烷热溶物中检测出的化合物以烷烃、芳烃和酚类的相对含量较高；在丙酮热溶物中检测出的化合物以佛尔酮的相对含量最高；在甲醇热溶物中检测出的化合物以醇类和酚类的相对含量较高。对各级热溶物进行硅胶柱层析分离，从可溶组分的复杂混合物中富集到各种类型的族组分，主要包括：从昭通褐煤和五彩湾长焰煤的环己烷热溶物中富集到相对含量较高的芳香族化合物和一系列连续分布的正构烷烃，在昭通褐煤和五彩湾长焰煤的丙酮热溶物中富集到含氧化合物中均含有相对含量较高的佛尔酮。
　　采用GC-MS和GC×GC-TOF MS两种仪器分别对五彩湾长焰煤的丙酮热溶物进行检测分析，结果表明GC×GC-TOF MS更加适合煤热溶物的检测，这可能是由于GC×GC-TOF MS具有较高的灵敏度和分辨能力。
　　用配备电喷雾离子源的HPLC-TOF MS分析各级热溶物中含有杂原子的化合物，含硫化合物的相对含量比含氧化合物和含氮化合物的低，这可能由于含硫化合物的极性较低，ESI源不容易将其电离。HPLC-TOF MS在热溶物中分离分析出一些同分异构体，并推测出该同分异构体对应的结构信息。丙酮和甲醇热溶物中检测到含氧化合物主要以烷氧基和羰基的形式存在。含氮化合物在热溶物中多以含有不饱和及饱和的脂肪胺或吡啶类的化合物为主。热溶物中检测到含硫化合物中S原子主要以硫烷和噻吩的形式存在。这为煤中有机O、N和S的赋存形态提供了重要信息。

目录

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致谢

缩写注释表

1绪论

1.1课题背景与意义（Background and Significance of Research）

1.2煤结构的研究现状（Research Advance on Coal Structure）

1.3煤中可溶物的分离方法（Separation Methods for Soluble Portion in Coal）

1.4色谱分离分析方法（ Chromatographic Separation and Analysis Methods）

1.5研究内容（Research Contents）

2实验部分

2.1煤样（Coal Samples）

2.2溶剂与仪器（Solvents and Instruments）

2.3实验流程（Experimental Procedure）

2.4样品的色谱分离分析（Chromatographic Separation and Analysis on Samples）

3煤热溶物的GC-MS分析

3.1煤热溶收率（Yield of SPs of ZL and WLFC）

3.2热溶物的GC-MS分析（GC-MS Analysis of SPs）

3.3热溶物柱色谱分离组分的GC-MS分析（GC-MS Analysis of SPs Separated by Column Chromatography Separation）

3.4本章小结（Summary）

4煤热溶物的GC×GC-TOF MS分析

4.1热溶物的GC×GC-TOF MS分析（GC×GC-TOF MS Analysis of SPs）

4.2 煤环己烷热溶物的 GC×GC-TOF MS 分析（GC×GC-TOF MS Analysis of SPZL-1 and SPWLFC-1）

4.3 五彩湾长焰煤丙酮热溶物的 GC-MS 和 GC×GC-TOF MS 分析（GC-MS and GC×GC-TOF MS Analysis of SPWLFC-2）

4.4 GC×GC-TOF MS的分离优势（The Superiority of GC×GC-TOF MS in Separation）

4.5本章小结（Summary）

5煤热溶物的HPLC-TOF MS分析

5.1热溶物的HPLC-TOF MS分析（HPLC-TOF Analysis of SPs）

5.2煤热溶物中HPLC-TOF MS检测到的同分异构体（HPLC-TOF MS Analysis of isomers）

5.3煤热溶物中杂原子化合物的HPLC-TOF MS分析（HPLC-TOF MS Analysis of Heteroatom-Containing Compounds of SPs in ZL and WLFC）

5.4本章小结（Summary）

6结论与创新点

6.1结论（Conclusions）

6.2创新点（Innovations）

参考文献

附录

作者简历

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