第2期 辛海会等：褐煤表面官能团的分布特征及量子化学分析 .137. 原始红外谱图 50 25 拟合分离组 原始红外谱图 分峰合成谱图 20 其余均为拟合 拟合分离组 RiV 35 分离的组分蜂 15 分合成谱图 025 其他均为分 0 10 离组分峰 10 0 2000 1500 1000 4000 3500 3000 2500 2000 波数/cml 波数/cm1 (a) (b) 图2北皂褐煤的红外光谱图的拟合结果.(a)650~2000cm-L:(b)2000~4000cm-1 Fig.2 Fitting results of infrared spectra of Beizao lignite:(a)650~2000 cm-1;(b)2000~4000 cm- 由图中可以看出，褐煤中芳香骨架结构占到煤 非晶态性、结构层次性和阶段演化等特性。煤分 结构中的将近一半，侧链活性基团中，甲基亚甲基 子的化学结构是研究煤氧化自燃过程和煤自燃机理 和羟基分别占到官能团总量的20%，羰基占到5%， 的基础.由于煤结构的复杂性，前人已经提出了多 羧基占到4%，芳烃碳氢键占到2%.根据含量分析 种煤的结构模型，均以芳香骨架为核心进行煤基本 可得，甲基亚甲基和羟基官能团是煤中的主体含量 结构单元的构建8).因此基于前人工作的基础和 官能团. 红外光谱对褐煤结构的红外测试及官能团曲线拟合 60 分析，以煤中芳香骨架结构上的同等连接条件为原 49% 50 则，将红外测试的所有官能团进行连接，提出了自 40 身研究褐煤中活性官能团的煤简化分子模型，如图 30 20%20% 4和图5所示.在模型中以苯环为骨架，以OH、 20 CH2-OH、-CH2CH3、CH2-NH2、一CHO 10 5% 0 2% 和一CH2一COOH为主要侧链活性基团，直接构连 芳香结构 CH3 -OH C=0 H 在苯环骨架上 芳烃类 图3煤中官能团的比例 H Fig.3 Proportions of functional groups in the coal 2.2褐煤活性官能团的量子化学分析 -NH, 煤是一种由多种化学键和官能团组成的大分 图4煤红外简化分子模型 子和低分子化合物组成的混合体，具有多组成性、 Fig.4 Simplified infrared molecular model of coal 图5优化的煤红外分子模型 Fig.5 Optimized infrared molecular model of coal