臭氧预氧化与热溶解协同作用对小纪汗次烟煤结构特征的调控机制研究

这篇研究通过臭氧预氧化(OXSBC)结合乙醇热溶解(TD)技术，系统解析了小纪汗次烟煤(XSBC)及其衍生残渣(RXSBC/ROXSBC)的结构演变规律。采用SEM、SS 13C NMR、FTIRS等多维表征手段，揭示了预氧化导致的含氧官能团植入、芳环-脂肪链断裂及乙基化修饰等关键机制，为低阶煤(LRCs)高值化利用提供了新策略。

　　

Highlight

臭氧预氧化与热溶解的协同效应显著改变了低阶煤的分子结构特征。通过对比原始煤(OXSBC)与处理残渣(R_OXSBC)的表征数据，发现处理后材料呈现更明显的表面蚀刻特征和更小的平均粒径。

Yields and particle morphology

如图1所示，R_OXSBC的产率明显低于R_XSBC，这归因于臭氧预氧化显著降低了煤中镜质组的活化能，使得更多有机质在乙醇热溶解过程中转化为可溶组分。这种双重处理策略有效促进了煤大分子网络的解聚。

Conclusions

研究证实：1)臭氧预氧化通过引入含氧官能团增强了煤的反应活性；2)热溶解过程优先解离脂肪族结构，并伴随芳环的乙基化修饰；3)热解过程中XSBC比OXSBC释放更多CH₄。该工作为低阶煤资源的高效转化提供了理论依据和技术路径。