褐煤制备腐植酸工艺优化及其结构特性的研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyan18277
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
煤炭作为世界的重要能源之一,是近代冶金与化工重要原材料。褐煤在煤化工领域扮演重要角色。腐植酸是褐煤的重要组成成分并具有较高的利用价值,宝清褐煤与峨山褐煤均属于高腐植酸煤。论文从褐煤的高效利用出发,以腐植酸提取率为目标,通过响应曲面法(Response surface methodology,RSM)考察不同溶剂下褐煤制备腐植酸的最优工艺参数,以此提高宝清褐煤与峨山褐煤的利用率,为之后褐煤制备腐植酸的工业化提供一定的理论支持。褐煤与腐植酸均属于大分子有机化合物,它们的结构一直是研究的热点与难点。本文从原料出发,对褐煤及腐植酸的结构特性关系进行初步研究;论文比较不同溶剂制备的腐植酸结构特性的异同,对褐煤与腐植酸的结构特性进行初步研究,为之后褐煤及腐植酸的结构特性研究提供一定的理论支持。论文主要研究内容如下:(1)论文选用宝清褐煤(BQ)和峨山褐煤(ES)作为主要研究对象,通过对褐煤的含氧官能团、芳碳率、微晶结构、表面元素、碳链结构、热稳定性等进行分析。其结构特性为:宝清褐煤属于高灰分煤、特高挥发分煤、低硫煤,峨山褐煤属于低灰分煤、特高挥发分煤、特低硫煤。二者均含有较多的含氧官能团,两种褐煤的微晶结构相差不大;宝清褐煤的芳碳率为29.20%,脂碳率为67.09%。峨山褐煤的芳碳率为42.73%,脂碳率为51.75%。两种褐煤均有较好的热稳定性,宝清褐煤含有更多的碳酸盐,峨山褐煤含有更多的芳香族结构。(2)以KOH、NaOH、Na4P2O7三种溶剂作为提取剂来提取宝清褐煤中的腐植酸。以腐植酸提取率为响应值,采用响应曲面法来考察反应时间、反应温度、溶剂浓度及其交互作用对响应值的影响。结果表明,反应温度对目标值影响最大,其交互作用对目标值有一定影响。使用KOH提取宝清褐煤腐植酸的最优工艺参数为:反应温度为86℃,KOH浓度为0.04 mol/L,反应时间为2.0 h,此时腐植酸提取率为82.99%;使用NaOH提取宝清褐煤腐植酸的最优工艺参数为:反应温度为94℃,NaOH浓度为0.047 mol/L,反应时间为1.7 h,此时腐植酸提取率为87.96%;使用Na4P2O7提取宝清褐煤腐植酸的最优工艺参数为:反应温度为72℃,Na4P2O7浓度为0.027 mol/L,反应时间为2.0 h,此时腐植酸提取率为86.13%。(3)使用三种溶剂(KOH、NaOH、Na4P2O7)来提取峨山褐煤中的腐植酸。以腐植酸提取率为目标,使用响应曲面法来考察反应时间、反应温度、溶剂浓度及其两两交互作用对目标值的影响。实验表明,反应温度对目标值影响最大。其交互作用对目标值有一定影响。使用KOH提取峨山褐煤腐植酸的最优工艺参数为:反应温度为75℃,KOH浓度为0.043 mol/L,反应时间为2.0 h,此时腐植酸提取率为91.20%;使用Na OH提取峨山褐煤腐植酸的最优工艺参数为:反应温度为86℃,NaOH浓度为0.039 mol/L,反应时间为2.4 h,此时腐植酸提取率为87.96%;使用Na4P2O7提取峨山褐煤腐植酸的最优工艺参数为:反应温度为90℃,Na4P2O7浓度为0.033 mol/L,反应时间为1.6 h,此时腐植酸提取率为88.94%。(4)考察不同溶剂提取出的腐植酸结构性能的差异。对腐植酸的元素含量、含氧官能团、微晶结构、表面元素、碳链结构、热稳定性等进行分析。结果表明,三种溶剂提取的褐煤中HA的结构特征差异不大,使用NaOH和Na4P2O7提取出的腐植酸可能含有更多的含氧官能团。但总体而言,其结构特性基本一致。(5)褐煤腐植酸与褐煤结构特性的比较。结果表明:腐植酸的结构特性与褐煤较为接近。但腐植酸含有更多的含氧官能团,更少的灰分;比较二者的微晶参数可知,腐植酸的层片大小(La)更低;腐植酸的多糖类结构更少;腐植酸的脂碳率较低,芳碳率较大;比较二者的热分析可知,腐植酸的热稳定性也很好,环状有机物质更多,且不存在碳酸盐的分解,结构较稳定。
其他文献
在高校学生个性化培养的过程中,学生活动每时每刻都会产生大量的蕴含着学生行为潜在规律的数据。这些数据多来源于碎片化的上课、考试,和讲座等活动情景,为了抽取学生在校的全过程行为模式,需要对碎片化情景中的数据进行融合。为解决这个问题,一方面需要对这些碎片化的情景进行全面描述,另一方面要解决数据融合中的数据异构问题。情景本体建模可以有效解决情景形式化描述问题,而情景本体的本体协同过程又体现了底层数据的关联
目的:本课题旨在研究慢性应激对糖代谢的影响,进一步探讨慢性应激条件下血管紧张素Ⅱ受体阻断剂对此影响所起的作用。方法:本研究采用健康成年清洁级雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,将SD大鼠随机分为四组:①常对照组、②束缚2周组、③束缚2周同时给予低剂量angiotensin Ⅱ receptor-1 blocker(ARB,坎地沙坦酯)组、④缚2周同时给予高剂量ARB组。按相应时间每天将大
煤是一种具有多孔介质的材料。煤当中含有天然裂隙,受层理结构和地壳的运动的影响。在这个过程当中煤逐渐在天然裂隙的基础上衍化出了次生裂隙。其中的裂隙孔排列方式十分复杂且没有规律,而次生裂隙和天然裂隙影响着煤的物理和化学性质,在宏观物理实验上和微观模拟中很难探究煤体真实的孔裂隙结构。本文通过选取真实煤块进行注水前后的CT扫描实验,使用图像分析软件对所获原始图像进行裁剪、中值滤波降噪处理、二值化处理等一系
闪电探测技术是研究闪电物理学的最重要和必不可少的技术之一。在过去的几十年中,为获取闪电的二维和三维图像,世界各地相继搭建立起了闪电定位网,这为世界各地的学者研究闪
使用传统的抗生素通过干扰病原菌的正常代谢过程的来治疗疾病的方法存在一定的局限性,包括部分抗生素药物具有较差的溶解度、可能引起高的全身毒性和疗效依赖于药物剂量浓度
陶瓷过滤膜因其分离效率高、化学稳定性好、易于清洁和再生等优点,在废水处理、食品加工、气体清洁等领域得到广泛应用。目前工业领域应用的陶瓷膜一般由大孔支撑体、过渡中
在巷道围岩稳定性方面,锚杆支护因其稳定、高效、经济、施工便捷等特点已经成为矿业工程领域巷道围岩稳定性控制最主要的支护方式之一。针对锚杆质量无损检测主要集中在锚杆锚固长度的检测、锚固段缺陷的检测,而对锚杆锚固力无损检测鲜有研究。本文以现有锚杆无损检测技术理论为基础,运用理论分析、数值模拟和实验室试验等手段,对锚杆锚固力无损检测技术进行系统研究,所得主要成果及结论如下:(1)通过总结前人对于锚杆锚固力
微生物岩不仅是生物生命演化的重要反映,而且有助于古环境的重建。然而,影响微生物岩发育的主要因素则很少被提及。因此,本文选择湖北松滋地区刘家场剖面为研究对象,对研究区
在如今激烈的市场竞争环境下,产品质量的好坏已经成为评判一个企业是否具有持续竞争力的重要准则。企业关注的焦点已经不仅仅是保证产品品质,同时也要提高产品的质量。另外,
目的:(1)对云南省重楼属植物进行整理总结,并对部分品种的植物学性状进行补充。(2)采用DNA条形码技术结合形态分析,对云南省重楼属植物的品种及分布进行整理。(3)对不同类型滇重楼Paris polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz.种质的遗传变异及其亲缘关系进行探讨。(4)对重楼属药材的质量进行客观的评价,以期为保护云南省重楼种质资源