热解预处理对昭通褐煤润湿性的影响机制

摘要：

褐煤的强亲水性为其加工和利用造成了许多不利影响,热解预处理是调控褐煤润湿性的有效方法之一.采用工业分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和接触角测量探究了热解预处理对褐煤润湿性的影响机制.热解预处理的温度分别为 200℃,300℃,400℃和 500℃,时间分别为 30 min,60 min,90 min和 120 min.结果表明:热解预处理改变了褐煤的化学结构和组成,显著影响了褐煤的润湿性.褐煤的羧基在 200℃时开始裂解逸出,并在 300℃时基本消失;褐煤的酯基在 300℃时开始裂解逸出,并在 400℃时基本消失;而褐煤的 C—O(醚键、酚和醇)的热稳定性较好,热解预处理后其相对含量略微增加;褐煤的芳碳率随着热解温度和时间的增加而增大,且芳香核尺寸在 300℃时开始增大.如果使用热解预处理来减弱褐煤的亲水性,则应确保在较低温度下有足够的热解时间来去除褐煤的含氧官能团,而在较高温度下应使用较短的时间来防止褐煤的有机质过度损失.在 300℃(120 min)或 400℃(30 min)热解条件下,褐煤的亲水性含氧官能团(羧基或酯基)裂解逸出,且疏水性芳香核尺寸增大,从而使其亲水性显著减弱,接触角由原煤的 44.00°分别增大为 87.50°和 85.75°.然而,在 400℃(热解时间大于 30 min)和 500℃条件下,褐煤的有机质过度损失,导致矿物质或无机质的相对含量增加,使其亲水性仍然较强.

关键词：褐煤、润湿性、热解预处理、化学结构、含氧官能团

所属期刊栏目：47

分类号：TQ536.1

资助基金：贵州省科技计划项目;贵州省教育厅科研项目;六盘水师范学院学科培育团队项目

在线出版日期：2024-01-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：10-18