水溶性沥青分子结构的光谱解析

摘要：

水溶性沥青是煤焦油沥青经酸氧化改质得到的水溶物含量大于70％ 的改性沥青,不仅兼有普通沥青的多环芳烃结构,同时表面结构中引入了大量含氧、氮、硫等极性官能团,可在水相中制备复合型炭材料.应用荧光、红外、紫外光谱及核磁共振技术并结合Yen-M ullins模型解析了混酸法制备的水溶性沥青的分子结构.结果表明:与中温煤沥青相比,主要杂原子N,O和S质量分数分别由1.06％,11.64％,0.79％增加到6.78％,29.59％,2.41％;O含量的显著增加,增强了沥青的亲水性.红外光谱体现了水溶性沥青的杂原子N,O和S以Ar—NO2,Ar—OH,Ar—SO3 H和C O等形式存在;通过荧光发射光谱特征峰与Yen-M ullins模型对比,得出水溶性沥青的芳香结构主要是由3种稠环的"岛屿结构"芳香片段组成;1 H-NMR和13C-NMR分析表明,水溶性沥青分子芳环侧链被氧化成仅含有1个C且链接不同官能团的脂肪碎片,该碎片与"岛屿结构"作为主要部分构成水溶性沥青分子的稳定结构.由此看出,元素分析结合红外光谱可从本质上解释水溶性沥青易溶于碱性水溶液的原因,荧光谱图与Yen-M ullins模型结合可从微观上解释水溶性沥青的主要结构,为判定不同性质的沥青提供一种方法.

关键词：芳香片、碎片、光谱分析、水溶性沥青结构

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分类号：TQ522.6

资助基金：国家自然科学基金项目U1361126;教育部博士点基金项目20132120110001;辽宁省教育厅先进煤焦化及煤资源高效利用工程研究中心开放课题基金项目USTLKFZD201503

在线出版日期：2018-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1819-1823