从分子水平上理解低阶煤有机质大分子结构的解聚和解离是对其进行高效利用并从中获取高附加值化学品亟需解决的关键问题.为了探究煤有机质大分子结构的解聚和解离机理,借助核磁共振碳谱(13 C NMR)、X射线光电子能谱技术(XPS)以及热重分析(TG/DTG)对经过常温超声萃取、醇解、催化醇解逐级溶剂处理的子长低阶煤的化学结构性能进行表征.研究表明,在本实验条件下,溶剂处理降低了煤中脂肪碳比例(fal),提高了芳碳比例(fa),对碳、氧元素存在形态影响很大;即对大分子结构进行了不同程度的解聚和解离,使其热稳定性增加.经二硫化碳/丙酮(CS2/AC)常温超声萃取,煤中的氧脂碳(fO1al,fO2al,fO3al)及氧芳碳(fO1a,fO2a)结构增加,羰基碳(fCa)结构降低,平均亚甲基链长(Cn)减小,芳桥碳比例(χb)降低,说明CS2/AC常温超声萃取削弱并解聚了煤大分子结构中以多聚羟基为主的网状体系,Calk—O,Car—O等氧桥键结构增多;而部分羰基碳结构被解离.同时,CS2/AC解离了通过π—π作用等非共价键作用束缚在煤中的芳烃和脂肪烃片段.经乙醇醇解处理,煤的fal降至24.89％,fa升至73.05％,Cn降低,而甲基碳(f1al)增加,说明醇解过程中发生了亲核取代反应,部分键能较弱的Calk—O和Calk—Calk键断裂.继续经催化醇解作用后,煤中的氧接芳碳(fO3a)含量明显降低,Cn大幅减小,说明煤中有机质进一步发生解离,部分Calk—O,Car—O和Car—Calk键断裂.
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