煤化学第3章-煤的结构.ppt

Coal chemistry
2011版
煤化学篇
第三章煤化学结构的基本概念
能源化学课程组

二o一一年十月
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2011版
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本章内容

3 用统计与
结构解析法研
究煤的结构
Coal chemistry

2 煤的结构
模型
1 煤化学
结构的基本概念
Coal chemistry
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煤结构的研究方法
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Coal chemistry
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煤结构的研究水平
煤的结构具有特别的复杂性、多样性和不均匀性,迄今无法分离或鉴
别出煤中的全部化合物
目前的研究水平仅限于:
定性地描述其整体的统计平均结构及模型
定量地计算一系列结构参数,如芳香度
距完全揭示煤的真实结构还有相当大的距离
由于镜质组的代表性,故是煤结构的主要研究对象
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Coal chemistry
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碎片信息重组法
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Coal chemistr
用统计结构解析法研究煤的结构
概括物性与结构的内在联系,采用数学统计计算,求取结构参数的方法
统计结构解析法原理
分子由原子构成,两者性质间的关系有两种极端情况
加和性质:分子性质是其组成原子性质的汇合与继续

例:分子量=∑原子量
结构性质:由于原子的键合方式不同,使分子具有原子所没有的性质,
如反应性
分子的其他性质则介于加和性质与结构性质之间

煤的统计结构解析法原理:利用煤的加和性质来计算结构参数,并
根据结构性质来修正。
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Coal chemistry
煤的结构参数
(1)结构参数的定义
1)芳碳率fa=Ca/C,基本结构单元中,芳碳原子数与总碳原子数之比
2)芳氢率fHa=Ha/H,基本结构单元中,芳氢原子数与总氢原子之比
3)芳环率fRa=Ra/R,基本结构单元中,芳环个数与总环个数之比
4)环缩合度指数
5)环指数
,基本结构单元中,环形成缩合环的程度
,基本结构单元中,平均每个碳原子所占环数,即单
碳环数
6)芳环紧密度
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Coal chemistry
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(1)结构参数的定义
7)芳簇大小Car,芳香核的大小,即基本结构单元中的芳香族碳原子数
8)聚合强度b,煤的大分子中每一个平均结构单元中的桥键数
9)聚合度p,每一个煤大分子中结构单元的平均个数
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R H
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(2)主要结构参数间的关系
1) 环缩合度指数
与与芳碳率fa
3) 环指数
与芳环率fa
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R  1 H
C C
2) 聚合度p,聚合强度b,附加环数r
p  1
p
 r
b 
2
 2  fa 
C C
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煤结构的统计解析
常用的加和性质有:真密度,挥发分,燃烧热,折射率等
密度法
A 计算法

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