陕南地区中煤阶煤分子结构演化特征

为研究陕南地区中煤阶煤结构中官能团的变化，以北秦岭商洛煤产地和上扬子镇巴煤产地的8个中等变质程度煤样为研究对象，采用X射线衍射和傅里叶红外光谱对煤结构进行表征，结合分峰拟合来获取官能团的相对含量及结构参数。结果表明：随着镜质体反射率增大，芳环层面网间距逐渐减小，堆砌度与延展度逐渐增大，芳香度在反射率为1.30%时出现拐点；中煤阶煤芳香结构中苯环取代方式以三取代和二取代为主，随着变质程度的增高，苯环二取代的比例升高，脂肪族结构逐渐脱落导致相对比例降低，含氧官能团的吸收峰强度逐渐减弱，其中在反射率为1.3%时羰基相对含量最低；自缔合羟基、醚氧羟基和环羟基的相对含量均呈先减小后增大的趋势，煤分子结构中链状结构的环化使环状羟基相对含量在反射率为1.30%后增大，环化作用增强导致甲基含量减少，分子结构空间排列紧密，自缔合羟基相对含量增加；红外结构参数芳碳率、芳香性、芳香环缩聚程度和CH2/CH3等随反射率的增大而增大，成熟度的变化与醚氧或酚羟基的转化相关。总体上芳香结构相对含量增大，脂族结构减少，缩聚程度增加，生烃潜力随反射率增大，反映煤结构的生烃潜力降低。