怎么辨别煤的好坏
1.颜色 是指新鲜煤表面的自然色彩,是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色,一般随煤化程度的提高而逐渐加深。 2.光泽 是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高,光泽越强;矿物质含量越多,光泽越暗;风、氧化程度越深,光泽越暗,直到完全消失。 3.粉色 指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹,所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高,粉色越深。 4.比重和容重 煤的比重又称煤的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05~1.2,烟煤为1.2~1.4,无烟煤变化范围较大,可由1.35~1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下,煤的比重随煤化程度的加深而增大。 5.硬度 是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同,可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关,褐煤和焦煤的硬度最小,约2~2.5;无烟煤的硬度最大,接近4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中,长焰煤和气煤的脆度较小,肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大,无烟煤的脆度最小。 7.断口 是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同,断口形状各异。 8.导电性 是指煤传导电流的能力,通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时,电阻率剧增。烟煤是不良导体,随着煤化程度增高,电阻率减小,至无烟煤时急剧下降,而具良好的导电性。
煤的好坏看什么啊?
一、矿物原料特点
(一) 煤的物理性质
煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中,除了比重和导电性需要在实验室测定外,其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据,并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色
是指新鲜煤表面的自然色彩,是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色,一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽
是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高,光泽越强矿物质含量越多,光泽越暗风、氧化程度越深,光泽越暗,直到完全消失。
3.粉色
指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹,所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高,粉色越深。
4.比重和容重
煤的比重又称煤的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05~1.2,烟煤为1.2~1.4,无烟煤变化范围较大,可由1.35~1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下,煤的比重随煤化程度的加深而增大。
5.硬度
是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同,可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关,褐煤和焦煤的硬度最小,约2~2.5无烟煤的硬度最大,接近4。
6.脆度
是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中,长焰煤和气煤的脆度较小,肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大,无烟煤的脆度最小。
7.断口
是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同,断口形状各异。
8.导电性
是指煤传导电流的能力,通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时,电阻率剧增。烟煤是不良导体,随着煤化程度增高,电阻率减小,至无烟煤时急剧下降,而具良好的导电性。
(二) 煤的化学组成
煤的化学组成很复杂,但归纳起来可分为有机质和无机质两大类,以有机质为主体。
煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。其中,碳、氢、氧占有机质的95%以上。此外,还有极少量的磷和其他元素。煤中有机质的元素组成,随煤化程度的变化而有规律地变化。一般来讲,煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低,氮的含量也稍有降低。唯硫的含量则与煤的成因类型有关。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素,氧是助燃元素,三者构成了有机质的主体。煤炭燃烧时,氮不产生热量,常以游离状态析出,但在高温条件下,一部分氮转变成氨及其他含氮化合物,可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体,不仅腐蚀金属设备,与空气中的水反应形成酸雨,污染环境,危害植物生产,而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时,煤中的硫和磷大部分转入焦炭中,冶炼时又转入钢铁中,严重影响焦炭和钢铁质量,不利于钢铁的铸造和机械加工。用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时,各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料,砷含量过高,会增加产品毒性,危及人民身体健康。
煤中的无机质主要是水分和矿物质,它们的存在降低了煤的质量和利用价值,其中绝大多数是煤中的有害成分。
另外,还有一些稀有、分散和放射性元素,例如,锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等,它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。其中某些元素的含量,一旦达到工业品位或可综合利用时,就是重要的矿产资源。
通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量,通过工业分析可以初步了解煤的性质,大致判断煤的种类和用途。煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。
1.水分
指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低,煤的内部表面积越大,水分含量越高。水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存过程中,它能加速风化、破裂,甚至自燃在运输时,会增加运量,浪费运力,增加运费炼焦时,消耗热量,降低炉温,延长炼焦时间,降低生产效率燃烧时,降低有效发热量在高寒地区的冬季,还会使煤冻结,造成装卸困难。只有在压制煤砖和煤球时,需要适量的水分才能成型。
2.灰分
是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。灰分对煤的加工利用极为不利。灰分越高,热效率越低燃烧时,熔化的灰分还会在炉内结成炉渣,影响煤的气化和燃烧,同时造成排渣困难炼焦时,全部转入焦炭,降低了焦炭的强度,严重影响焦炭质量。煤灰成分十分复杂,成分不同直接影响到灰分的熔点。灰熔点低的煤,燃烧和气化时,会给生产操作带来许多困难。为此,在评价煤的工业用途时,必须分析灰成分,测定灰熔点。
3.挥发分
指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进行分类的主要指标,并被用来初步确定煤的加工利用性质。煤的挥发分产率与煤化程度有密切关系,煤化程度越低,挥发分越高,随着煤化程度加深,挥发分逐渐降低。
4.固定碳
测定煤的挥发分时,剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发的固体可燃物,可以用计算方法算出。焦渣的外观与煤中有机质的性质有密切关系,因此,根据焦渣的外观特征,可以定性地判断煤的粘结性和工业用途。
(三)煤的工艺性质
为了提高煤的综合利用价值,必须了解、研究煤的工艺性质,以满足各方面对煤质的要求。煤的工艺性质主要包括:粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。
1.粘结性和结焦性
粘结性是指煤在干馏过程中,由于煤中有机质分解,熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。煤的粘结性是结焦性的必要条件,结焦性好的煤必须具有良好的粘结性,但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。这就是为什么要进行配煤炼焦的道理。粘结性是进行煤的工业分类的主要指标,一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的厚度来表示,常称胶质层厚度。胶质层越厚,粘结性越好。测定粘结性和结焦性的方法很多,除胶质层测定法外,还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等等。粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。煤化程度最高和最低的煤,一般都没有粘结性,胶质层厚度也很小。
2.发热量
是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量,亦称热值,常用106J/kg表示。它是评价煤炭质量,尤其是评价动力用煤的重要指标。国际市场上动力用煤以热值计价。我国自1985年6月起,改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。发热量主要与煤中的可燃元素含量和煤化程度有关。为便于比较耗煤量,在工业生产中,常常将实际消耗的煤量折合成发热量为2.930368×107J/kg的标准煤来进行计算。
3.化学反应性
又称活性。是指煤在一定温度下与二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反应能力。它是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标。反应性强弱直接影响到耗煤量和煤气的有效成分。煤的活性一般随煤化程度加深而减弱。
4.热稳定性
又称耐热性。是指煤在高温作用下保持原来粒度的性能。它是评价气化用煤和动力用煤的又一项重要指标。热稳定性的好坏,直接影响炉内能否正常生产以及煤的气化和燃烧效率。
5.透光率
指低煤化程度的煤(褐煤、长焰煤等),在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后,所得溶液对光的透过率称为透光率。随着煤化程度加深,透光率逐渐加大。因此,它是区别褐煤、长焰煤和气煤的重要指标。
6.机械强度
是指块煤受外力作用而破碎的难易程度。机械强度低的煤投入气化炉时,容易碎成小块和粉末,影响气化炉正常操作。因此,气化用煤必须具备较高的机械强度。
7.可选性
是指煤通过洗选,除去其中的夹矸和矿物质的难易程度。我国现行的选煤方法,详见第四节。
煨煤最耐烧。
煨煤燃点低、热量高,一根火柴、一张纸就能把它点燃,最奇特的是,它的燃烧不是短期的、爆发式的燃烧,而是持久的、缓慢的燃烧。
煤炭的耐烧程度的高低主要取决于煤化程度,煤化程度越高,煤炭就越耐烧。
煤化程度一般是指从泥炭到无烟煤的变化程度。泥炭的煤化程度最低,无烟煤的煤化程度最高。根据煤化程度,腐殖煤类可分为:泥炭,褐煤,烟煤,无烟煤。
泥炭又称草炭,煤最原始的状态,无菌、无污染、持水、保肥、有利微生物活动,增强生物性能,营养丰富,即是栽培基质,又是良好的土壤调解剂,并含有很高的有机质,腐殖酸及营养成份。
扩展资料:
煤炭的形成:
煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程。
在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后,由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤。
当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。
参考资料来源:百度百科—煨煤
参考资料来源:百度百科—煤炭
参考资料来源:百度百科—煤化程度
贫煤:煤烟中煤级最高的煤,它的特征是:较高的着火点(350—360℃),高发热量,弱粘结性或不粘结。贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料。使用贫煤时,将其与其他一些高挥发分煤配合使用也不失为一个好的途径。
贫瘦煤:挥发分低,粘结性较差,可以单独用来炼焦。当与其他适合炼焦的煤种混合时,贫瘦煤的掺入将使焦炭产品的块度增大。贫瘦煤也可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面。典型的贫瘦煤产于山西省西山煤电公司。
瘦煤:中度的挥发分和粘结性,主要用于炼焦。在炼焦过程中可能会产生一些胶质物,胶质层的厚度为6—10mm。由瘦煤单独炼焦产生的焦炭,机械强度较高但耐磨强度相对较差。除了那部分高灰高硫的瘦煤,瘦煤经常与其他煤种混合炼焦。
焦煤:有很强的炼焦性,中等的挥发分(约16%—28%),焦煤是国内主要用于炼焦的煤种。由焦煤炼成的焦炭具有非常优良的性质,焦煤主要产于山西省和河北省。
肥煤:中等或较高的挥发分(约25%—35%)和很强的粘结性,主要用于炼焦(一些高灰高硫的肥煤用来发电)。与其他煤级的煤相比,肥煤一般具有较高的硫含量。
1/3焦煤:介于焦煤、气煤和肥煤之间,具有较高的挥发分(类似于气煤),较强的粘结性(类似于肥煤)和很好的炼焦性(类似于焦煤),这也是它被称为1/3焦煤的原因。1/3焦煤由于其产量高而主要用于炼焦和发电。
气肥煤:高挥发分(接近于气煤)和强的粘结性(接近于肥煤),它适用于焦化作用产生的城市燃气和与其他煤种混合炼焦以增加煤气、焦油等副产品的产量。气肥煤的显微组成与其他煤种有很大的差异,壳质组的含量相对较高。
气煤:很高的挥发分和中度的粘结性,主要用于炼焦和发电。典型的气煤产于辽宁省。
1/2中粘煤:过度煤级的煤,在中国它只有很小一部分的储量和产量。其特征与一些气煤和弱粘煤类似。
弱粘煤:煤化程度较低或中等煤化程度的煤,其粘结性很差,不能单独用于炼焦。由于其特殊的成因,弱粘煤具有较高的惰性组含量。典型的弱粘煤产于山西省大同市。
不粘煤:早期煤化阶段曾被氧化过,因此它具有低发热量的特点。主要用于发电、气化和民用燃料等。不粘煤主要产于中国的西北部地区。
长焰煤:煤化程度是所有烟煤中最低的。由于其燃烧时火焰较长而被称为长焰煤。主要用于发电、电站锅炉燃料等。辽宁省的长焰煤储量是全国最大的。
褐煤:所有煤中最低级的煤,其特征是高水分,高氧含量(约15%—30%),并含有一些腐植酸。主要用于发电和气化。
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利用超声技术改性的氨基多孔硅合成丙二醇甲醚
摘要
在温和条件下采用超声技术合成了氨基改性多孔硅。用BET、29Si核磁共振谱、元素分析和指示剂染料吸附等方法表征的样品在用甲醇和环氧丙烷合成丙二醇甲醚的反应中呈现出令人鼓舞的催化特性。 它们在反应中有高的产率和循环使用性,表明超声技术在有机改性硅催化剂的制备方面是有效的。而且我们还推测了用此类催化剂合成丙二醇甲醚的可能的反应机理。
关键词:改性多孔硅; 超声技术;环氧丙烷;甲醇;丙二醇甲醚。
前言
对均相催化剂的异质化的努力来代替传统试剂和催化剂已经成为一个兴趣越来越浓厚的研究领域。大量的工作集中在有机改性的固体碱的制备方面来异质化均相氨基催化剂。改性的过程一般是振荡、加热、回流等[1–3]。 最近,声化学合成反应的兴趣有所增加[4]。超声技术因其优点例如高精度和快度已被广泛用于两相反应体系中。多数此类反应涉及非均相化学反应[5]。 然而在多孔材料的有机功能化领域,超声技术仅得到有限的应用 [6,7]。当前工作中,我们用超声能开发了一个合成氨基改性硅的替代合成路线,超声能可以产生空化现象从而对固体进行化学改性[8]。带有‘‘单一碱基位点’’的氨基改性硅是各种反应中令人鼓舞的催化剂[9]。利用碱性催化剂合成丙二醇醚类是重要的有机合成反应。 已经有过几个关于丙二醇甲醚合成方法的报道[10,11]。其中环氧丙烷法最方便、最适合工业应用。一般来说,环氧丙烷通过酸性或碱性催化剂和脂肪醇反应。这个过程中使用的催化剂包括早期的均相酸催化剂或均相碱催化剂(氢氧化钠、乙醇钠和三氟化硼)以及后来的固体酸催化剂和碱催化剂。 然而,很少有报道氨基改性硅用作丙二醇甲醚合成的催化剂,尽管有机固体碱性催化剂 在该反应中表现出良好的活性。氨基官能团接枝到多孔支持体上会形成带有单一碱性位点的催化剂,可以加速这类反应。当前的工作中,氨基官能团化的硅催化剂,包括NH2/SiO2、NH(CH2)2NH2/SiO2、TAPM/SiO2(化合物翻译略)和TBD/SiO2(化合物翻译略),用APTMS、EDPTMS和CPTMS作为偶联剂在温和的实验条件下用超声技术制备。同时,为了证实超声技术的优点,我们也用传统方法制备了NH2/SiO2,以便理解超声技术在官能团改性的多孔硅的制备中的有效性。此外,有机固体碱催化剂的催化活性用甲醇+环氧丙烷=丙二醇甲醚这样的合成反应来估计。并且,我们还推测了在此类催化剂上合成丙二醇甲醚可能的反应机理。
2. 实验
2.1. 催化材料的合成
氨基化硅催化剂可用以前报道的在相似的条件下用两种方法获得 [7]。氨基丙基硅官能团化的SiO2用下述方法制备:10.0 g 二氧化硅在473 K下真空预热12 h除去除表面OH-官能团之外的所有吸附的水分,然后在真空下冷却到室温并转移到250 mL圆底烧瓶中。和40.0 mL 环己烷及5.0 mL APTMS混合后,圆底烧瓶中的混合物放入超声浴中在室温下保持2 h (日本Sheshin公司制造,操作功率60 W)。然后在索氏提取器中用甲苯提取24 h并在333 K温度下真空干燥获得催化剂。NH(CH2)2NH2/SiO2制备采用同样的方法。
TBD/SiO2用两步法制备:采用和氨基丙基硅官能团化的SiO2相同的改性方法,首先用3-氯丙基三甲氧基硅烷对硅改性,然后3-氯丙基三甲氧基硅烷改性的SiO2和 TBD (1.0 g)在环己烷 (40.0 mL)中反应。反应产物超声震动1 h。之后,在索氏提取器中用甲苯提取24 h并在333 K温度下真空干燥获得催化剂。TAPM/SiO2制备采用同样的方法。
2.2. 表征
所有样品中碳、氮和氢的含量使用Vario EL元素分析仪测定。特异性表面积、总孔容和平均孔径用N2吸附-解吸法在Micromeritics ASAP-2000孔隙表面积测定仪(Norcross,GA)上测定。表面积用BET法计算,孔径大小分布用BJH孔径分析法和其他孔径的氮吸附-解吸进行比较获得。用Bruker MSL-400光谱仪记录29Si核磁共振谱。样品的碱基堆积力用 hammett指示剂检测。
2.3. 催化性能测试
催化性能在75 ml批量反应容器中测定,使用的反应物甲醇和环氧丙烷的物质的量之比为5:1。在403 K的温度下磁力搅拌反应10 h后, 反应器冷却到室温。反应产物经过滤并用离心法和催化剂分离后,用配置氢焰离子化检测器的气相色谱进行分析。催化剂用溶剂洗涤后用于回收率测试。
3. 结果与讨论
3.1. 多孔硅的氨基官能团改性
带游离氨基的多孔硅和所有改性样品中碳、氮和氢的百分含量用元素分析测定(表1)。结果表明,带游离氨基的多孔硅中不含碳、氮。改性材料中的碳、氮来自有机硅。元素分析表明,用文献描述的传统方法[12]制备的接枝有机官能团的有机官能团含量是1.13 mmol/g,远低于超声技术制备的样品中的含量(2. 00 mmol/g) (表1)。这应归功于超声能对固体和液体的作用,因为超声能够提供一些物化性质的变化,包括空化(液体中形成小泡)和化学反应 (化学反应的加速)等[13]。结果是,粒子大小改性、新制备催化剂的表面净化 [14,15] 这些过程可以通过在固液界面上引入非均相介质来完成。对于多孔硅的有机改性,超声引起的空化现象能加速液体在多孔材料和液固界面的小孔中的传递速率。结果是,液体有机硅烷类可以和多孔硅内壁上的硅醇官能团良好接触并短时间内与它们反应,而振荡不能达到这种效果。因此,用超声完成催化剂的改性过程简单、快捷。固体催化剂的29Si核磁共振谱分析表明硅烷基化试剂和硅表面上的硅醇官能团之间形成共价键(图1)。109和99 ppm两个共振频段可分别使29Si原子核带上4个Si–O–Si连接(Q4)及3个Si–O–Si连接和一个羟基(Q3) [16]。58和67 ppm两个共振频段分别对RSi(OSi)(OH)2和RSi(OSi)3的形成起作用 [17],这表明用有机官能团通过共价键连接可成功地使多孔硅有机官能团化。C/N价(分子比)也能反映硅醇官能团和有机硅烷之间的接枝反应进行的程度[18]。NH2/SiO2、NH(CH2)2NH2/SiO2和 TBD/SiO2的C/N价分别是3–3.5、2.5–3.0 和3.3–3.6。 The results also suggested the anchorage of 氨基官能团 by Si–O–Si 键。这和29Si核磁共振的结果是一致的。
3.2.催化剂样品的结构和碱度
图2是其他样品和供试样品N2吸收比较图。在毛细管吸附作用下,呈现典型IV型的官能团化催化剂样品比其他催化剂样品有清晰的滞后回线。这表明用不同有机硅烷对材料进行官能团化和改性的前后这些材料保留了多孔结构。BET 表面积和孔溶剂随着接枝有机官能团的百分比的增加逐渐下降(表2)。这可能是由于官能团的存在。接枝到微孔硅上的部分氨基官能团也能导致BET表面积的缩小。有机官能团对NH2/SiO2和NH(CH2)2NH2/SiO2的孔径的影响很弱。但对于TBD/SiO2和TAPM/ SiO2,或许是由于(CH2)3/TAPM和(CH2)3/TBD官能团具有大的分子骨架,催化剂样品的平均孔径分别减小到 7.90 和8.82 nm。然而平均孔径由于样品具有较低的有机物百分含量而并未严重下降。固体表面的碱度定义为样品表面把它吸附的电中性的酸转化成其共轭碱的活性。当一种电中性的酸指示剂吸附在非极性溶液中的固体碱上时,颜色变成了其共轭碱的颜色,表明固体有足够的碱度把电子对转移到酸上[19]。 带有大量阳性HH的固体具有强大的碱性位点。与不同官能团接枝键合可形成不同碱度。如表3所示,TBD/SiO2碱性最高(PH值= 15.0),而NH2/SiO2和NH(CH2)2NH2/SiO2 的碱性较低,PH值分别是9.3和9.3-15.0之间。和其他改性样品相比,TAPM/SiO2碱性最弱,PH值<7.2。 因此,样品的碱性强度顺序是: TBD/SiO2 >NH(CH2)2NH2/SiO2 >NH2/SiO2 >TAPM/SiO2。
3.3. 催化性能
用甲醇和环氧丙烷合成丙二醇甲醚来测试催化活性(表3)。如表 3所示,不使用催化剂时PO转化率和异构体选择性 (1-甲氧基-2-丙醇和丙二醇甲醚总量之比)分别达到 27.3 和72.3%。 在使用的催化剂中,带有游离氨基的多孔硅因其表面硅醇官能团的弱酸性而表现出较低的催化活性。对于锚定的氨基官能团,NH(CH2)2NH2/SiO2和NH2/SiO2 的对于反应10 h后1-甲氧基-2-丙醇的催化合成活性和选择性比其他催化剂要强。TAPM/SiO2做催化剂时环氧丙烷转化率较低(89.0%),异构体选择性是66.6%。 TBD/SiO2、NH(CH2)2NH2/SiO2和NH2/SiO2做时环氧丙烷转化率很高(>94%),但其异构体选择性不同。带有弱碱性的NH(CH2)2NH2/SiO2 和NH2/SiO2异构体选择性更高(>82%),而中等碱性的TBD/SiO2异构体选择性较低(73.7%)。 对于固体碱性催化剂, 中等碱性的催化剂理论上应当具有良好的异构体选择性 [20]。TBD/SiO2的异构体选择性较低可能是由于TBD 具有大的分子骨架结构。催化剂可用过滤法很容易地回收并再利用,利用7次后环氧丙烷的转化率仍然在89%以上,而且在403 K的温度下多次循环利用后异构体选择性还能保持不变(表 4),表明接枝到硅表面的氨基官能团在实验条件下是稳定的。其他样品的可重复利用性和NH2/SiO2相似。
3.4. 可能的反应机理
无机固相催化剂已被广泛用于甲醇+环氧丙烷=丙二醇甲醚的合成中[31],该反应中甲氧基离子和质子分别吸附在催化剂表面酸性位点和碱性位点上,然后甲氧基离子进攻C(1)位点。然而在目前情况下,用于该反应的催化剂特征是仅有一个反应位点,例如,带有和均相碱性催化剂相似的独有的碱性反应位点。由于催化剂上不存在路易斯酸位点,反应机理应当不同于那些双官能团的催化剂。1-甲氧基-2-丙醇在NH2/SiO2上合成的推测机理见线图1。第一步在甲醇和氨基官能团之间形成H-键。在第二步中,由于PO上CH3-官能团的空间位阻效应,甲醇上的O原子进攻C(1) 位点 ,质子吸附在催化剂的碱性位点上,然后C(1)–O键断裂夺取质子形成 1-甲氧基-2-丙醇。似乎可以合理地认为,NH(CH2)2NH2/SiO2、NH2/SiO2和TBD/SiO2具有更高催化活性是由于其适中的碱度,不仅能形成H-键而且也能很容易断裂H-键。带有弱碱性的TAPM/SiO2 仅能形成更多不稳定的H-键。 因此,TAPM/SiO2的活性低于其他样品。 如果这个机理是合理的,那么有机官能团的大骨架分子结构能够影响甲醇中O原子的进攻位点。 结果造成了大分子骨架的TBD异构体选择性较低。因此,具有合适碱度和简单分子骨架的有机官能团对于1-甲氧基-2-丙醇的高转化率和良好的选择性是非常重要的。
4. 结论
上述结果可得出下列结论:
(1) 高效的超声技术能成功地制备氨基官能化的多孔硅催化剂;
(2) 表征结果表明,氨基官能团以共价键的形式接枝到硅表面;
(3) 合适碱度和简单分子骨架的有机官能团对于1-甲氧基-2-丙醇的高转化率和良好的选择性是非常重要的;
(4)催化剂可以通过过滤回收并循环利用而保持恒定的活性。
(1)精煤
1-1 冶炼用炼焦精煤、1-2 其他用炼焦精煤、1-3 喷吹用精煤。
(2)洗选煤
2-1 洗原煤、2-2 洗混煤、2-3 洗末煤、2-4 洗粉煤、2-5洗特大块、2-6 洗大块、2-7 洗中块、2-8 洗混中块、2-9 洗混块、2-10 洗混小块、2-11 洗粒煤。
(3)筛选煤
3-1 混煤、3-2 末煤、3-3 粉煤、3-4 特大块、3-5 大块、3-6 中块、3-7 混块、3-8 混中块、3-9 小块、3-10 混小块、3-11 粒煤。
(4)原煤
4-1 原煤,水采原煤。
(5)低质煤
5-1 原煤、5-2 煤泥,水采煤泥。
根据煤化程度,将所有的煤分为无烟煤、烟煤和褐煤三大类,然后再细分为无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤、褐煤14个小类.
烟煤又可分为炼焦烟煤和一般烟煤。炼焦烟煤(瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、1/3焦煤、气肥煤、1/2中粘煤)的洗精煤主要用于炼焦。一般烟煤(贫瘦煤、贫煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤)主要用作动力煤用或气化用煤,而它们的洗精煤可作为高炉喷吹用煤。
煤的种类繁多,质量也相差悬殊。为了合理地综合利用煤炭资源,需要把煤炭划分为不同的类别和等级,不同类别、不同等级的煤有不同的用途,如结焦性或粘结性良好的煤是优质的炼焦用煤,热稳定性好的无烟块煤是合成氨厂的主要原料,挥发分和发热量都高的煤是较好的动力用煤,一些低灰低硫的年轻煤则是加压气化制造煤气和加氢液化制取人造液体燃料的较好原料。
精煤 A10 S<0.5 V16 G>35 长治县 1300 出厂不含税价
主焦煤 G83 Y14 S0.6 萨拉齐 1250 出厂含税价
焦煤 S:0.5 V:22 A:9.5 G:75 乡宁 1500 出厂含税价
焦煤 S:0.45 V:22 A:9.5 G:89 古县 1600 出厂含税价
焦煤 S:0.6 V:23 A:9.5 G:80 尧都 1600 出厂含税价
1/3焦煤 S:0.6 V33 A7 G80 蒲县 1400 出厂含税价
焦煤炭 G85 S0.6 V18-22 A20 安泽 1100 出厂含税价
焦煤 A9.5 V18-22 G85 S0.5 安泽 1680 出厂含税价
瘦煤 V15-18 S0.6 乡宁 1400 出厂含税价
1/3焦煤 V26-32 S0.5 Y18-21 洪洞 1400 车板含税价
配焦煤 S<1 V33 G50-60 矿区 550 坑口不含税价
焦精煤 S:1.3 V:20-23 A<10 G>75 古交 1650 车板含税价
肥精煤 S:1.3 V:24-28 A<10 G>85 古交 1610 车板含税价
焦精煤 S:1.4 V20-23 V<11 G>65 古交 1465 车板含税价
瘦精煤 S1.3 V18-20 A<11 G>35 古交 1300 车板含税价
瘦精煤 s<0.6 V14-16 A9-11 G80 河津市 1400 出厂含税价
1/3焦煤 S 1.5 V35 G>80 稷山县 1360 出厂含税价
主焦煤 S0.6 A10 V25 G75 稷山县 1500 出厂含税价
焦精煤 A:10 S:1.5 V27 G:75 Y17 孝义 1350 出厂含税价
焦精煤 A:10.5 S:1.5 V24 G89 Y19 孝义 1340 出厂含税价
肥精煤 A10 S1.8 V28-32 G85 孝义 1350 出厂含税价
肥精煤 A<12 S0.42 V28 G>90 Y27 柳林 1650 出厂含税价
主焦煤 A<11 S<0.9 V17 G>80 孝义 1550 出厂含税价
主焦煤 A<11 V18-20 S<0.85 G>80 交城 1520 出厂含税价
主焦煤 A<11 V18-20 S<0.85 G>80 交城 1540 出厂含税价
主焦煤 A7-8 V21-22 S0.6 G90 S1.6 离石 880 坑口含税价
炼焦煤 A9.5V18-22G85-90S0.5Mt8 安泽 1650 -
炼焦煤 G85S0.6V18-22A20回收65-75 安泽 1100 G85S0.4 V18-22 A8.5
炼焦煤 S:0.45V:22A:9.5G:89 古县 1550 A9 V20 S0.4 G>80
炼焦煤 S:0.5V:22A:9.5G:75 乡宁 1500 蒲县地区
炼焦煤 S:0.6V:23A:9.5G:80 尧都 1530 -
炼焦煤 S:0.6V33A7G80 蒲县 1400 -
炼焦煤 V15-18S0.6 乡宁 1400 G55-70
炼焦煤 V26-32S0.5Y18-21 洪洞 1460 G>65
炼焦煤 A<10,V<35,S1.8,Y17 霍州 1350 S<1 地销
炼焦煤 A<10,V25-28,S1.3,G80-85,Y>22 霍州 1450 李雅庄
炼焦煤 A9.5-10V32S<1Y25G80 辛置矿 1650 -
炼焦煤 G75回55V32A7S0.6 忻州 600 -
炼焦煤 S0.4G80回75A6V34 忻州 810 -
炼焦煤 A9.5S1.5-1.8V30G85Y25 灵石 1370 -
炼焦煤 G10-15S0.6A6V33 大同 950 唐山地区
炼焦煤 Q5500A<7-8S<0.8V30G10Mt<12 新荣 860 -
炼焦煤 G83Y17V24S0.6 萨拉齐 1250 -
喷吹煤 Q6500-7000S<1V12A13 阳泉 1250 唐山
喷吹煤 Q6500S<1A10-11V7-9 阳泉 1150 市场价格(A11 V11)
喷吹煤 Q7200S:0.65A:11 阳泉 1125 阳1#
喷吹煤 Q6100S0.4V12.5A12.5 襄垣县 1130 -
喷吹煤 Q7000S:<0.5V:16A:9.5 长治县 1150 -
喷吹煤 Q7200S:0.36V:12.7A:10 屯留县 1150 -
喷吹煤 S:<0.5V:11-13A:11 潞安 1060 大矿计划内,出省加30
喷吹煤 S0.5V10-20A10 长治县 1300 A11 V11 S0.5
喷吹煤 V<10.5S<0.4A13-16 襄垣县 1100 -
喷吹煤 Q7000s0.3A12V<8-10 - 1150 -
喷吹煤 Q7500s0.5A10.5V<10 - 1200 -
喷吹煤 V13-15A11S0.5 - 1125 大矿
无烟煤 Q5000S:1.2v9A25 平定 660 -
无烟煤 Q5500S:1.2v9A25 郊区 680 -
无烟煤 Q5500s0.8~1.2v9~12 阳泉 700 -
无烟煤 Q6500s<1.5v10 盂县 950 -
无烟煤 Q6500s0.8~1.2v9~12 阳泉 800 -
无烟煤 Q7000s<1v12A15 阳泉 1100 -
炼焦煤 A:10S:1.5V25G:75Y17 孝义 1350 S1.3-1.4
炼焦煤 A:10S:1.8V28-32G85 孝义 1350 单一洗煤(G90)
炼焦煤 A:10S:2V20G:80 孝义 1340 S1.6
炼焦煤 A<11S<0.9V17G>80 交城 1520 -
炼焦煤 A<11V18-20s<0.85G>80 交城 1540 -
炼焦煤 A<12S0.5V21-25G>85Y20 孝义 1550 离石
炼焦煤 A7-8V21-22S0.6G90回70 离石 880 G95,Y28,内灰7,回收55
炼焦煤 A9.5G85V26Y20S1.6 孝义 1350 停产
炼焦煤 A9.5S0.6V20G>90 柳林 1650 4#精煤
炼焦煤 G60A9.5S1.2V19 孝义 1350 停产
动力煤 Q4800S1.25 忻州 430 不带票
动力煤 Q5500S1.5 忻州 520 -
动力煤 Q6000S1.5 忻州 560 -
动力煤 Q5500-6200V15-18S<0.4 襄垣县 640 S<1.5
动力煤 Q5500S:0.8V:18A:15 潞安 700 -
动力煤 Q5500S0.37V:12.5A:16.8 长治县 630 -
动力煤 Q5500S0.5A26 长子县 640 动力煤
动力煤 Q6000S0.5V12A12 长治县 680 -
动力煤 Q5000A13S1.2-1.5 小店区 640 -
动力煤 Q5100s<2 古交 610 榆次贫瘦煤 Q5000 S1.5-2 V
动力煤 Q5300s<1.8v<14-18 古交 640 Q5500
动力煤 Q5300s<3 古交 560 -
动力煤 38块:Q>6000V20-30A15S0.5Mt8 渭南 700 -
动力煤 Q5000V25-35A<20S<1Mt10 渭南 500 -
动力煤 Q5500V20-35A15S<1Mt10 渭南 600 -
动力煤 38块:Q>6300V>30A8S0.5Mt10 榆林 730 -
动力煤 Q5500V30-37A10S0.5Mt10 榆林 470 -
动力煤 Q6000V28-35A8S0.5Mt10 榆林 540 -
动力煤 38块:Q>6000V25-30A12S<1Mt10 铜川 680 -
动力煤 Q4500V25-38A<20S<1Mt<12 铜川 420 -
动力煤 Q5300-5500V28A15S<1Mt10 铜川 580 -
动力煤 38块:Q>6300V25-30A15S0.5Mt8 黄陵 710 -
动力煤 Q5000V25-38A<25S0.5Mt<10 黄陵 500 -
动力煤 Q5500-5800V28-36A15S0.5Mt10 黄陵 600 -
动力煤 38块:Q>6300V30A<10S<0.5 神木 740 -
动力煤 Q>5500V30A<10S<0.5 神木 480 -
动力煤 Q>6000V>30A8S<0.5 神木 550 -
炼焦煤 V16-18A10.5S<0.7G>30 韩城 1200 -
炼焦煤 V28-32A8S<0.7G>70 韩城 1500 -
城市 品名 规格 产地 价格 备注
济宁 动力煤 Q:5200,M≤10 兖州 840 -
临沂 炼焦煤 A:9,G:50-65,V:32 临沂 1160 -
泰安 炼焦煤 A:8,V:37,G:80-85 新泰 1400 -
济宁 炼焦煤 A:8-9,G:50-65,V:30-32 兖州 1200 -
枣庄市 炼焦煤 A:8,V:37,G:75 枣庄 1400 高粘结的高价位
日照市 喷吹煤 A<10.5V<9S0.4HGI80 俄罗斯 1430 -
日照市 喷吹煤 A<11V<11S0.8HGI60 山西 1400 -
日照市 喷吹煤 A<12V<10S0.6HGI55 国产 1400 -
日照市 喷吹煤 A<13V8S0.3HGI55 俄罗斯 1300 -
日照市 喷吹煤 A<14V<12S0.6HGI70 俄罗斯 1250 -
日照市 炼焦煤 A10.5V<18S0.3G75Y8 俄罗斯 1750 -
日照市 炼焦煤 A8.5V37.5S0.6G>90Y22 俄罗斯 1480 -
日照市 炼焦煤 S<0.6G80V38A10Y>15 俄罗斯 1350 -
日照市 炼焦煤 S<0.6G85V38A10Y>14 澳大利亚 1380 -
城市 品名 规格 产地 价格 备注
包头 喷吹煤 S<0.5A7V32、33 包头 330 -
包头 炼焦煤 G83Y17V24S0.6 萨拉齐 1250 -
内蒙古 动力煤 Q≥4100 满洲里 180 Q3700-3800
内蒙古 动力煤 Q3800S0.32V40、41A13 呼伦贝尔 170 -
内蒙古 动力煤 Q4500S0.6V25A20 鄂尔多斯 300 -
内蒙古 动力煤 Q4500V42-45A19 牙克石 360 -
内蒙古 动力煤 Q4500V45A10Mt15、16 呼伦贝尔 300 Q4200,末煤
内蒙古 动力煤 Q5000 准旗市 350 -
内蒙古 动力煤 Q5100S1Mt7、8 准格尔召镇 360 Q5200,粉煤
内蒙古 动力煤 Q5300S<0.5V28-30A<11 鄂尔多斯 360 -
内蒙古 动力煤 Q5500S<0.5V28-30A<11 准旗市 440 Q6000,块率30%
内蒙古 动力煤 Q5500S0.3V34A7 鄂尔多斯 500 Q5600原煤,准旗
乌海 动力煤 Q:4800 乌海 670 -
乌海 动力煤 Q:5800 乌海 832 Q5500
乌海 动力煤 Q5300S1.5 乌海 245 -
包头 动力煤 Q4800-4900 公积板 340 粉煤
包头 动力煤 Q5000-5300 公积板 380 粉煤
包头 动力煤 Q5300S<0.5V28-30A<11 鄂尔多斯 440 -
包头 动力煤 Q5500S<0.5A9 包头 825 -
城市 品名 规格 产地 价格 备注
河南 无烟煤 A<13V<10Q>7000S<0.5 永城1 1605 -
河南 无烟煤 A<15V<10Q>7000S<0.5 永城1 1670 -
河南 无烟煤 A≤15V8-10Q>7000S≤0.5 永城2 1690 -
河南 无烟煤 Q3000V<10S<1.0 永城1 470 -
河南 无烟煤 V<10,Q:5500-5800(原煤) 永城1 930 -
许昌市 动力煤 Q4200S0.6V15 禹州 610 直供电厂567
许昌市 动力煤 Q5500S0.6V15 禹州 800 直供电厂770
平顶山市 动力煤 Q>4500V30-33S<1.0 平顶山 480 重点价
平顶山市 动力煤 Q4000-4500V20S<1.0 平顶山 435 重点价
安阳 动力煤 Q4500V11S0.3 安阳 608 -
安阳 动力煤 Q5000V9-12S0.3 安阳 700 -
河南 喷吹煤 A<11V<10S<0.5 永城1 1280 -
河南 喷吹煤 A≤10-14V8-10S≤0.5 永城2 1250 -
郑州 无烟煤 Q4800S0.69A26V6 巩义大峪沟 700 地销
郑州 无烟煤 Q4800S2A26V6 巩义大峪沟 650 地销
安阳 无烟煤 Q>6000V6S0.4A11-12 安阳 1100 -
焦作市 无烟煤 V<7,Q:5500 焦作 910 -
城市 品名 规格 产地 价格 备注
邯郸 炼焦煤 V:27S:0.4G:95 邯郸 1420 S:1.5 A:9.5 V:31 G:8
唐山 炼焦煤 A:10.5V:25 唐山 1500 -
唐山 炼焦煤 A:10V:25 唐山 1550 -
唐山 炼焦煤 S<1V:24A:10 唐山 1505 S:1.5-1.8 Y>20 G>90
邢台 炼焦煤 G>85Y20V31、32A<10.5 乌海 1350 -
邢台 炼焦煤 S:0.5V:35A:8.5 邢台 1490 -
邯郸 喷吹煤 A:11V:9S:0.5 邯郸 1230 双12
张家口 动力煤 Q:4500 张家口 390 S:0.5 V:11 M:10
张家口 动力煤 Q:5000 张家口 490 S:0.5 V:11 M:10
邯郸 动力煤 Q:5000 印尼 600 产地:山西
唐山 动力煤 Q:3800 开滦 455 -
唐山 动力煤 Q:4000 开滦 480 -
唐山 动力煤 S<1Q:4300 开滦 515 -
唐山 喷吹煤 A:12M:10Q:7100 山西 1270 双12
唐山 喷吹煤 A:9V:34M:14Q:6700 鄂尔多斯 860 -
唐山 炼焦煤 A:10.5V:25 唐山 1500 -
城市 品名 规格 产地 价格 备注
鸡西市 动力煤 Q:4500,M<12 鸡西 500 -
鸡西市 动力煤 Q:5000-5200,M<12 鸡西 620 -
鹤岗市 动力煤 Q:4500 鹤岗 500 -
鹤岗市 动力煤 Q:5000-5200 鹤岗 620 -
鸡西市 炼焦煤 A:9.51-10,V:25.5-26.5,G:65-88 鸡西 1570 -
鸡西市 炼焦煤 A9.01-9.5V:31-35,G:65-80 鸡西 1260 -
鸡西市 炼焦煤 A9.51-10,V28.5-29.5,Y>25,G85-98,S<0.4 鸡西 1630 -
鹤岗市 炼焦煤 A8.51-9G65-95V28-37S<0.2 鹤岗 1260 -
七台河市 炼焦煤 A:8.51-10V28-35G80-90S<0.3 七台河 1260 -
七台河市 炼焦煤 A:9.51-10V:21-28G65-75S<0.4 七台河 1570 -
七台河市 炼焦煤 A9.51-10,V26-31,Y>25,G85-98,S<0.3 七台河 1630 -
双鸭山市 动力煤 Q:4500 双鸭山 500