不同变质程度煤粉的低温光催化反应性.pdf

第3 8 卷第6 期 中国矿业大学学报 V 0 1 ．3 6N o ．6 2 0 0 7 年1 1 月J o u r n a lo fC h i n sU n i v e r s i t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g y N o v ．2 0 0 7 立童编号1 0 0 0 一] 9 6 4 2 0 0 7 0 5 0 7 5 9 0 5 不同变质程度煤粉的低温光催化反应性 杨志远，周安宁，杨伏生 西安科技大学化学化工系，陕西西安 7 1 0 0 5 4 摘要在自制的固定床光催化氧化反应器上’涠4 定不同煤阶的超细煤粉光催化氧化失重量变化， 气体产物组成，氧化残渣溶胀度变化和形貌变化等参数，表征了蝶粉的光催化氧化反应性．结果 表明超细煤粉的低温光催化氧化反应活性从强到弱顺序依次为低阶煤 c 0 贫煤 T J M 贫煤 H P M ．图2 b 说明不同煤阶的煤粉光催化氧化时间在3 0h 以 前，呈现“V ”型氧化速率曲线，最大失重速率出现 在6 ～8h ．随后失重速率迅速减小，到光催化氧化 3 6h 后，各煤样失重速率又缓慢增大． 一褐煤 Y H M 长焙煤 S F C Y M 一长焰煤 x c Y M ．- 无烟煤 R W Y M 一贫煤 T J M 一贫煤 H P M 光氧化时问m光氧化时间m 曲累积失重 b 失重速率 图l 不同煤阶超细煤粉的光催化氧化累积失重和失重速率 F i g ．1 T o t a lw e i g h t l e s s n e s sa n dw e i g h t l e s s n e s sr a t eo fd i f f e r e n tr a n ku l t r a - f i n ec o a lp o w d e ri nc a t a l y t i cp h o t o - o x i d a t i o n 图2 为煤粉的最大失重量及最大失重速率与 煤中碳含量关系曲线．图2 说明最大失重量及最大 失重速率与煤中碳含量变化曲线变化规律相似．在 碳含量小于8 1 ．7 5 ％的中低阶煤中，光催化氧化的 失重量和失重速率都明显大于中高阶煤样 c d d 8 1 ．7 5 ％ ，反映出中低阶超细煤粉较高的光催化氧 化反应活性；中低阶煤样自身相比，失重量和失重 速率差距不大，褐煤 C “一6 7 ．1 9 ％ 累积失重量 最大，而长焰煤 c “一8 1 ．7 5 “ 失重速率最大．随 煤中碳含量的增大超过8 1 ．7 5 蹦，光催化氧化的失 重量和失重速率迅速下降，反映出中高阶煤粉较弱 的光催化氧化反应活性．当碳含量的增大超过 9 0 “，光催化氧化的失重量和失重速率又开始增 大，说明高煤阶中的无烟煤也有一定的氧化活性． 以煤粉光催化氧化失重为指标可以得出煤化程度 低的低阶煤 C “ 8 1 ．7 5 跖 光催化氧化反应活性 最高，其次是煤化程度高的高阶煤 C d ．t 一 9 2 ．4 2 ％ ，中高阶煤 8 1 ．7 5 ％ c 埘 中阶煤 8 1 ．7 5 ％ ％ 8 8 ．3 1 ％ ． 2 超细煤粉低温光催化氧化后释放的气体主 要是C O 。，其次是C O ，含有少量的C H 。和微量的 c z H 。等烯烃气体． 3 原煤溶胀度大小总体上随煤化程度增大， 溶胀度减小．光催化氧化后，长焰煤和无烟煤的溶 胀度显著增加．褐煤和贫煤变化不大． 4 随光催化氧化时间的增加，超细煤粉的失 重量、释放气体总量和溶胀度变化都是在最初的 2 0h 变化剧烈，而后变化不大．说明在给定光照强 度和温度条件下，煤太分子中光催化氧化活性结构 单元的多少是一定的，这部分活性结构单元会分解 殆尽后，要使煤粉的光催化氧化继续进行必须提高 环境温度或改变光波长． 5 光催化氧化5 5h 后，颗粒的轮廓变得较为 模糊，颗粒的大小基本保持不变．这与光氧化气液 态产物的脱除有关． 参考文献 李善君，纪才圭．高分子光化学原理和应用[ M ] ．北 京化学工业出版社，1 9 9 3 ；1 9 92 1 0 ． 陈文敏，张白劭，煤化学基础[ M ] ．北京煤炭工业 出版社，1 9 9 3 1 9 2 1 9 6 ． H A Y A T S U R ，S C o T TRG ．M R ELP ，e ta 1 ． A r o m a t i cu n i t si nc o a l [ J ] ．N a t u r e ，1 9 7 5 ，2 5 7 1 0 3 8 z3 7 8 3 8 0 ． 杨志远，周安宁．神府煤光催化氧化降解过程的F T I R 研究口] ．煤炭学报，2 0 0 5 ，3 0 6 7 5 9 7 6 3 ． Y A N GZ h i y u a n ．Z H O UA n - n i n g ．S t u d yo nc a t a l y t i c p h o t o - o x i d a t i o nd e g r a d a t i o no fS h e a f uc o a lb yF T I R [ J ] ．J o u r n a lo fC h i n aC o a lS o c i e t y ．2 0 0 5 ，3 0 6 { 7 5 9 7 6 3 ， 姜玉凤，杨志远，周安宁，等．神府煤不同密度级组 分光氧化残留物的研究[ j ] ．中国矿业大学学报， 2 0 0 6 ，3 5 5 6 2 8 6 3 2 ． J I A N GY u - f e n g - Y A N GZ h i y u a n Z H O UA n - n i n g ， e ta 1 ．S t u d yo fr e s i d u e so fd i “e r e n td e n s i t ym a e e r a l s o fS h e n f uc o a la l t e ru Vp h o t o o x i d a t i o n [ J ] ．J o u r n a l o fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g y ．2 0 0 6 。 3 5 5 6 2 8 6 3 2 ． 杨焕祥，廖玉枝，胡益成．等．煤化学及煤质评价 [ M ] ．武汉；中国地质大学出版社，1 9 8 8 6 2 6 4 ． B A N B YB ，R A B E KJF ．聚台物的光降解、光氧化和 光稳定性[ M ] ．崔盂元，译．北京科学出版社， 1 9 8 6 6 2 5 4 ． 谢克昌．煤的结构与反应性[ M ] ．北京科学出版 社，2 0 0 2 9 2 9 4 ． 责任编辑骆振福 蚜m r ’奇 Y 嚷、L 一 墼芝缈J 。燃高手 长一、憔等 。- 炬∞、、漆 叫 嗍 冈 Ⅲ 嘲 嘲 忉 嘲 万方数据