内容发布更新时间 : 2024/10/11 9:28:12星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
答：X 谱图中，100，110峰――芳香环碳网层面的平面大小。 002，004 峰――芳香环碳网层面的堆砌高度。 由 X谱图，布拉格方程式，可推出微晶的结构参数 La ――芳香环碳网层面的直径――一维有序化。 Lc ――芳香环碳网层面的堆砌高度――二维有序化。 Dhkl――芳香环碳网层面的间距。
4.了解煤的红外光谱各吸收峰对应的基团，红外光谱主要研究煤结构的哪万面问题 答：红外光谱解析的基础：掌握各种基团的振动频率――吸收峰的位置。 光谱解析的结果：定性确定式样中的化合物与官能团类型，部分可定量。
特征基因频率区：位于中红外区，频率 4000~650cm-1，其中又可细划为四个不同的振 动区，每个区对应的键型不同。
具体解析时，还需要有实践经验，且并非所有谱峰都能与结构对应。 红外光谱主要研究煤结构中的官能团类型。 5. 1 H NMR与 I3 C NMR分别研究煤的什么问题
答： 1 H NMR：研究煤结构中H 的分布。（一般需用液体样品），常用煤的抽提物进行。 信息：随rank增加，芳氢与a―H逐步增加，即芳香环结构增大，侧链减小。
13 C NMR：研究煤结构中的碳骨架，可直接用固体煤测定。但灵敏度较低，若与傅立叶 变换（FT），变叉极化（CP）和魔角转换（MAS）联用，可提高灵敏度。 6.从煤的仪器分析，已经得出了哪些有关煤结构的信息 答：从X 射线得出的信息
（1）rank增大，La 增大（无烟煤的 La 急剧上升）芳香环数及 c原子数增加。 （2）rank增大，Lc增大，年轻烟煤堆砌高度 3~4，无烟煤 5~6。 （3）rank增大，d002降低。
煤及其衍生物的 IR 研究表明，其官能团与结构都有特征吸收率。可知： ２１ （1）rank增大，芳核缩合度增大，―OH 降低。 （2）煤中不含脂族烯键 C=C 和炔键。 煤的 NMR 研究表明：
（1）随 rank增加，芳氢与 a―H 逐步增加，即芳香环结构增大，侧链减小。 （2）随 rank增加，芳香碳增加，脂肪碳减少。 7.煤有那些结构参数，主要结构参数之间有什么关系
答：有芳碳率、芳氢率、芳环率、环缩合度指数、环指数、芳环密度、芳簇大小、聚合 强度和聚合度等。 主要结构参数间的关系
（1） 环缩合度指数与芳碳率 fa
（2） 聚合度 p，聚合温度 b，附加环数 r （3） 环指数与芳环率 fa
8.何谓统计结构解析法，如何通过结构解析法来计算煤的结构参数
答：统计结构解析法――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，就是利用煤的加和性质来计算结构参数，并根据结构性质来 修正结构参数，从而研究煤结构的方法，如密度法和挥发分法。 9. 已知某煤 Cdaf=%，Vad=%,Hdaf=%,Aad=%，求 fa、2( C R 1 )。
解：由题意， 100100 dafad ad VV A 1001200 a
daf V f C 又由 1 22 a RH f CC , 有 1 12 R C 解毕。
10.煤的结构参数与煤质有什么关系
答：随着 Rank 增加，fa 增大；Cdaf=87%以后，fa 剧增；Cdaf 大于 95%后，fa≈1。说明 高变质无烟煤已高度芳构化。
在同一煤化度的煤中，不同纤维组分具有不同的结构参数。随着煤化度增加，除丝质体 的芳碳率外，镜质组、稳定组、微粒体的芳碳率和环缩合度指数以及丝质体的环缩合度指数 均随之增大。丝质体的芳碳率和环缩合度指数最大，稳定组的这两个参数最小，并随煤化度 变化最剧烈。当煤化度足够高时，各种纤维组分之间的差别消失。 ２２ 随着还原程度增加，煤的芳碳率呈逐渐减小的趋势。 1 1.煤有哪些代表性的化学结构模型、物理结构模型和综合模型 答：化学结构模型有：
Fuchs 模型（1957），60 年代以前的代表。特点：芳香缩合环很大。 Given模型（1960） 特点：年轻烟煤缩芳环少，但无醚键，无含 S 结构 Wiser 模型（1975） 特点：较合理、全面
Shinn 模型（1984） 特点：相对分子量 10023，结构单元分子量 285~1250，无低分子 化合物。
物理结构模型有：
Hirsch 模型（1954），特点：反映了煤结构随 rank 的变化：敞开――液体――无烟煤结 构。
两相模型Given（1986） ，特点：大分子碳网为固定相，小分子化合物为流动相。
综合模型有Oberlin模型和球(Sphere)模型。 12.简洁归纳煤化学结构的基本概念。
答：归纳到目前为止的研究成果，近代较多数人所接受的煤化学结构概念可以表述为: （1)煤结构的主体是三维空间高度交联的非晶质的高分子聚合物， 煤的每个大分子由许多 结构相似而又不完全相同的基本结构单元聚合而成。
(2)基本结构单元的核心部分主要是缩合芳香环，也有少量氢化芳香环、脂环和杂环。 基本结构单元的外围连接有烷基侧链和各种官能团。烷基侧链主要有―CH2―、―CH2― CH2―等。官能团以含氧官能团为主，包括酚烃基、羧基、甲氧基和羰基等，此外还有少量 含硫官能团和含氮官能团。基本结构单元之间通过桥键联结为煤分子。桥键的形式有不同长 度的次甲基键、醚键、次甲基醚键和芳香碳―碳键等。
(3)煤分子通过交联及分子间缠绕在空间以一定方式定型，形成不同的立体结构。交联 键有化学键，如同上述桥键，还有非化学键，如氢键力、范德华力和电子给予―接受力等。 煤分子到底有多大，至今尚无定论，有不少人认为基本结构单元数大致在 200～400 范围， 相对分子质量在教千范围。
(4)在煤的高分子聚合物结构中还较均匀地分散嵌布着少量低分子化合物，其相对分子 质量在 500左右及 500 以下。它们的存在对煤的性质，尤其对低分子化合物含量较多的低煤 化度煤的性质有不可忽视的影响。
(5)镜质组是煤主体的代表性显微煤岩组分，煤的化学结构实质上主要是指镜质组的结 构。稳定组脂肪和脂环结构成分较多，芳香度低，氢含量高。在煤化过程中，其结构和性质 逐渐趋同于镜质组，至 C 达 90%时，两者的差别基本消失。丝质组碳含量高，氢含量低， 芳香度高。随煤化度变化的幅度很小，在各种煤化度的煤中，丝质组的化学结构和性质都接 近或超过无烟煤。
(6)低煤化度煤的芳香环缩合度较小，但桥键、侧链和官能团较多，低分子化合物较多， 其结构无方向性，孔隙率和比表面积较大。随煤化度加深，芳香环缩合程度逐渐增大，桥键、 侧链和官能团逐渐减少。分子内部的排列逐渐有序化，分子之间平行定向程度增加，呈现各 向异性。煤的许多性质在中变质烟煤(肥煤和焦煤)处呈现转折点，显示煤的结构由量变引起 质变的趋势。至无烟煤阶段，分子排列逐渐趋向芳香环高度缩合的石墨结构。 第九章煤的热解与粘结成焦
l.什么是煤的热解过程，煤的热解有哪些基本反应
答： 煤的热解是指煤在隔绝空气条件下持续加热至较高温度时发生一系列化学变化的总 ２３ 称。
煤热解的主要化学反应有 （1）裂解反应
包括桥键断裂生成自由基， 脂肪侧链裂解生成气态烃， 含氧官能团生成 CO、 CO2、 H2O， 煤中低分子化合物裂解生成气态烃等。 （2）一次热解产物的二次热解反应
包括裂解反应 生成更小分子气态烃和热解碳 脱氢反应 环烷烃芳构化 加氢反应 苯环去侧链 缩合反应 芳烃稠环化 桥键分解 生成气态烃 （3）缩聚反应
胶质体多相缩聚反应生成半焦，半焦缩聚生成焦炭。 2.已有哪些理论解释煤的热解成焦机理，各有哪些理论要点
答：有：
（1）溶剂的抽提理论
煤经过溶剂抽提， 抽出物为煤的黏结组分， 它决定煤的黏结能力； 残渣为煤的不黏组分， 它决定焦炭基质的强度。 （2）物理黏结理论
煤在干馏时，是黏结成分与不黏成分通过表面浸润和界面结合，成为焦炭。 （3）塑性成焦机理――胶质体理论
煤热解产生的液相是黏结成分，固相和气相是不黏成分，三者形成胶质体，胶质体热解 半焦并缩聚，成为焦炭。 （4）中间相成焦机理
煤炭化时，各向同性的胶质体中存在液晶（中间相） ，它长大、融并、固化生成焦。 （5）传氢机理
煤热解产生自由基+Ｈ，自由基稳定化并向塑性发展。 3.什么是煤的胶质体其来源是什么
答：粘结性煤加热到一定温度时，每个煤粒都有液相形成，许多煤粒的液体膜汇合在一 起，形成粘稠状的气、液、固三相共存的混合物，此三相混合物称为胶质体。 4.胶质体的质量如何表征，胶质体的变化与煤的魏结成焦有什么关系 答：胶质体的质量表征：数量、质量。
（1）胶质体的数量：即液相的数量，表征：胶质层指数Ｙ―胶质层厚度。 （2）胶质体的性质
热稳定性――影响液、固间的相互作用时间的长短。表征：软固化温度区间（胶质层指 数，奥亚）。
流动性，应适度，大小表明液相少，太大液相过多或黏结性差。表征：基氏流动度。 透气性与膨胀性：胶质体液相黏度较大时，气体不易析出，形成内部气泡，产生膨胀压 力，有利于黏结，但膨胀压力过大，有可能造成焦碳炉损坏。表征：奥亚膨胀度（b 值）。 粘结性好的基本条件，从胶质体理论角度看有六点；此外，胶质体的质量主要决定于煤 质，同时也受干馏条件的影响，例如：加热速度，散密度等。 5.影响焦炭质量的因素有哪些它们如何影响 答：影响焦炭的主要因素
内因――煤质；外因――煤准备与炼焦工艺条件。
２４ 各种炼焦煤，性质各有特点，在考虑生产目的、资源条件的前提下，将各单种煤按比例 配合，使其优势互补，达到生产质量与数量的要求。
配煤的基本思想：活性组分和惰性组分达到最佳比例。惰性组分温度高。 工艺条件的影响，有
加热速度：煤的加热速度加快，会使煤的粘结性增加，对弱粘结性的煤效果尤其明显。 煤料的散密度：提高煤料的散密度，可提高焦炭质量。 煤料的粒度：适当增加煤料细度有利于提高焦炭强度。
配添加物：当煤料中活性成分与惰性成分不平衡时，可另加粘结性或惰性物使之达到平 衡。
第十章 煤制化学品与高碳物料
1.煤的液化有哪儿种途径哪一种煤液化方法比较有前途为什么 答：
2.煤液体生产化不原料的技术关键是什么煤液体及其衍生物可以合成哪些芳香高聚 物
答：
3.用煤直接制取塑料采用什么原理和方法 答：
4.水煤浆有什么性质和用途水煤浆的质量用哪些参数表征，煤化度、组成与性质对水 煤浆的质量有什么影响 答：
5.什么叫超纯煤它有什么用途其制备方法有哪些，各有什么特点 答：
6.什么叫高碳物料用哪些万法分别可以制得那些高碳物料 答：
7.煤沥青基碳纤维有什么用途简述其工艺流程。 答：
有哪些特性与用途 答：
9.用哪些煤种可以制得活性炭与炭分子筛煤制活性炭与炭分子筛有什么特性 答： 参考书
（I)郭崇涛主编 煤化学 北京冶金工业出版社 1992 （2)陶着主编 煤化学 北京 冶金工业出版社 1984
（3)朱之培，高晋生编着 煤化学 上海 上海科学技术出版社 1984 （4)钟蕴英等编 煤化学 北京 中国矿业大学出版社 1989
（5)编写组 中国冶金百科全书炼焦化工卷 北京 冶金工业出版社 1992
（6)黑色冶金工业标准汇编 焦化产物及其试验方法 北京 中国标准出版社 1995 （7)（美）埃利奥特编 孙龙等译 煤利用化学 北京 化学工业出版社 1991 （8)唐有棋 王 夔主编 化学与社会 北京 高等教育出版社 （9)世界能源理事会编 新的可再生能源 北京 海洋出版社 （1O)陈绍洲，徐佩若编 石油化学 上海 华东理工大学出版社 ２５ （11)黄福堂等编着 石油化学 北京 石油工业出版社 （12)梁仁杰等编 化工工艺学 重庆 重庆大学出版社 （13）郭树才主编 煤化工工艺学 北京 化学工业出版社 （14）自尚显 唐文俊主编 燃料手册 北京 冶金工业出版社