煤表面含氧官能团的研究

摘要

该文用电位滴定、FTIR、Zeta电位测定方法对云南小龙潭褐煤、铁法长焰煤、大同弱粘煤、平朔气煤、常村贫煤等五种不同煤阶的原煤及经过H<,2>O<,2>和HNO<,3>分别氧化后的煤样进行了研究;同时采用Cerius<'2>中的ZINDO半经验量子化学计算方法计算了H<'+>,OH<'->,H<,2>O,CH<,3>OH在煤表面的吸附能;用萘、蒽以及蒽并蒽与甲基、醇羟基、醛基以及羧基组合构造模型化合物的方法,来模拟不同变质程度的原煤和氧化后煤样的表面,对与煤的反应性密切相关的煤表面含氧官能团采用实验与量子化学计算相结合的方法进行了讨论.研究工作得到以下主要结论:煤表面的羟基官能团是与表面性质以及Zeta电位联系最为密切的表面含氧官能团;氧化后在煤表面主要增加了羟基、羧基和羰基;不同煤阶的煤中可以发生氧化反应的位点具有不同的化学活性.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述与选题

1.1选题背景

1.2煤中含氧官能团赋存形态

1.3煤表面含氧官能团研究的意义

1.4煤表面含氧官能团的一般研究方法

1.4.1物理测试方法

1.4.2化学测试方法

参考文献

第二章煤样的预处理

2.1煤样选取与制备

2.1.1煤样选取

2.1.2煤样制备

2.2电位滴定

2.2.1仪器和试剂

2.2.2实验过程

2.2.3分析与讨论

参考文献

第三章FTIR对煤样的表征

3.1煤的红外光谱

3.2实验过程

3.3分析与讨论

3.3.1原煤煤样的FTIR分析

3.3.2 H2O2氧化后的FTIR分析

3.3.3 HNO3氧化后的FTIR分析

3.3.4五种煤样经过HNO3和H2O2氧化后的FTIR谱图解析

3.4本章小结

参考文献

第四章ZETA电位对煤表面含氧官能团的研究

4.1界面电现象的由来

4.2双电层理论及ZETA电位的概念

4.3实验

4.3.1实验准备

4.3.2实验过程

4.4分析与讨论

4.4.1水体系中的实验数据分析

4.4.2非水体系中的实验数据分析

4.5本章小结

参考文献

第五章煤表面含氧官能团的量子化学计算

5.1计算工具

5.1.1 Cerius2材料科学软件功能简介

5.2 ZINDO对煤表面吸附现象的模拟

5.2.1计算模型的设计

5.2.2表面吸附能的计算

5.2.3碳原子净电荷分布的计算

5.3分析与讨论

5.3.1吸附能计算结果的分析

5.3.2碳原子净电荷分布的分析

5.4本章小结

参考文献

第六章结论

6.1主要结论

6.2主要创新点

致谢

攻读硕士期间发表文章