[发明专利]一种褐煤中含氧官能团的测定方法

说明书

一种褐煤中含氧官能团的测定方法，属于褐煤测定技术领域，可解决现有褐煤中含氧官能团测定存在的周期长，重复性差等问题，本发明用自动滴定仪实现电位滴定，提高了测定结果的精确性，延长离子测定时间，总酸性基团的离子交换时间范围在2～16 h，羧基交换时间在0.5～8 h，通过本发明测定方法便可实现褐煤中酸性含氧官能团的定量。以酚羟基为媒介，定量了羰基和醚键，提高了醚键和羰基的测定准确度。

技术领域

本发明属于褐煤测定技术领域，具体涉及一种褐煤中含氧官能团的测定方法。

背景技术

褐煤中的氧含量通常为15％-30％，包括水和矿物质中的无机氧和以含氧官能团形式存在的有机氧，对煤的性质影响较大的是以含氧官能团形式存在的有机氧，包括羧基、羟基、羰基、醚键等类型，含氧官能团在热转化过程中会生成大量的水和气，降低焦油收率和品质，影响下游产品的加工利用。因此有必要研究褐煤热转化过程中氧的迁移规律，并对其进行定向调控。而实现热转化过程中氧的迁移和调控的前提是能准确定量褐煤中的含氧官能团。

含氧官能团的定量方法分为化学分析法和仪器分析法，化学分析法是利用含氧官能团的化学反应，直接或间接定量测定含氧官能团，总酸性基团(羧基和酚羟基称为总酸性基团)和羧基的测定以20世纪70年代Schafer提出的离子交换法被广泛应用和采纳，之后Alardice等对该方法进行改进，缩短时间，简化了实验流程；耿建纯等延长离子交换时间对平朔长焰煤和胜利褐煤中的总酸性基团和羧基进行测定，发现煤样中灰分大于12％，会影响离子交换时间和测定结果：胜利褐煤灰分含量为22.24％，酸性基团和羧基达到最大并保持稳定的时间为16h。羟基的测定一般采用乙酰化-水解的方法；羰基比较简单的是盐酸羧基-二甲基二醇胺肟化法；对于醚键的定量，比较简单的是采用仪器分析法和化学分析法结合的方法；仪器分析法主要有热重-红外(TG-FTIR)、核磁共振(¹³C-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法。

对于含氧官能团的定量研究，化学分析法虽然文献报道较多，但测定周期长，重复性差，且目前没有人提出一套完整详细的含氧官能团测定方案；仪器测试法相对测定简单，但只能半定量分析，且受仪器的影响很大。

发明内容

本发明针对现有褐煤中含氧官能团的测定存在的周期长，重复性差等问题，提供一种褐煤中含氧管能团的测定方法，本方法以物料衡算为约束，方案完整，可行性及重复性好。

本发明采用如下技术方案：

一种褐煤中含氧管能团的测定方法，包括如下步骤：

第一步，采用元素分析仪测定褐煤中干燥无灰基氧含量；

第二步，总酸性基团的测定，总酸性基团包括羧基和酚羟基，采用离子交换法，离子交换时间为2～16h，利用盐酸溶液的反滴定，使用自动滴定仪实现电位滴定；

第三步，羧基基团的测定，采用离子交换法，离子交换时间为0.5～8h，利用盐酸溶液的反滴定，使用自动滴定仪实现电位滴定，总酸性基团和羟基基团的差值得到酚羟基的量；

第四步，总羟基基团的测定，总羟基基团包括酚羟基和醇羟基，总羟基基团和酚羟基的差值得到醇羟基的量；

第五步，羰基和醚键的测定，采用化学分析-红外测试结合的方法对羰基和醚键定量测定，化学分析测定酚羟基的量，并以此为媒介，通过红外测试得到羰基、醚键分别与酚羟基含量的比例关系，进而定量羰基、醚键的含量。

进一步地，总酸性基团的测定，包括如下步骤：

1.溶液的配制