不同体积分数THF萃取后焦煤的GC/MS和FTIR分析

作者：平晓朵; 张小东^*; 张硕; 任大陆; 苗洪运; 陈凤杰

来源：煤炭转化, 2021, 44(04): 45-55.

DOI：10.19726/j.cnki.ebcc.202104006

• 焦煤
• 四氢呋喃
• 萃取
• GC-MS
• FTIR

以山西古交焦煤为实验用样,采用不同体积分数的四氢呋喃(THF)溶剂进行萃取,计算得到溶剂萃取率,并分别对萃取物的化合物组成和萃余物的主要官能团进行气相色谱-质谱联用(GC/MS)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析。结果表明:萃取率随着THF体积分数的增加呈现增大的趋势,随着萃取时间的增加和萃取温度的升高,分别呈现倒"∽"波动和倒"V"型的变化趋势;焦煤的THF萃取物主要为脂肪烃、芳香烃和含杂原子有机化合物等,其中芳香烃相对含量最小,含杂原子有机化合物相对含量最大,且多为含氧化合物。进一步发现,随着THF体积分数的增加,萃取物的脂肪烃含量先增大后减小,而杂原子化合物含量呈现相反的变化规律,芳香烃则仅在THF纯溶剂萃取作用下能检测到。25℃萃取物中的酯类、醛类和羧酸类等含氧化合物较多,45℃萃取物中醇类化合物明显增多。此外,水溶剂的存在有利于醇类和酸类低分子化合物的溶出。从焦煤及其各萃余物中的官能团分布来看,100%THF萃余物中脂肪烃含量最高,富氢指数I1达到3.24;脂肪链结构参数I4随THF体积分数的增大呈先增大后减小的趋势,且在100%THF萃取时最小,为2.59;相比于芳香结构的化合物,脂肪族化合物相对溶出更多,是萃余物芳构化程度I2计算值增大的原因。而受杂原子化合物中含氧低分子化合物溶出影响,萃余煤含氧指数I3在不同体积分数的THF萃取后表现出先增大再减小的特征。研究认为,尽管萃取过程中水不占据主导地位,但在一定程度上会影响THF溶剂的萃取化合物类型及抑制其萃取能力。

• 单位
  河南理工大学; 山西能源学院