陜南地區(qū)中煤階煤分子結(jié)構(gòu)演化特征

李煥同 鄒曉艷 張衛(wèi)國 喬軍偉

摘 要：為研究陜南地區(qū)中煤階煤結(jié)構(gòu)中官能團的變化，以北秦嶺商洛煤產(chǎn)地和上揚子鎮(zhèn)巴煤產(chǎn)地的8個中等變質(zhì)程度煤樣為研究對象，采用X射線衍射和傅里葉紅外光譜對煤結(jié)構(gòu)進行表征，結(jié)合分峰擬合來獲取官能團的相對含量及結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)果表明：隨著鏡質(zhì)體反射率增大，芳環(huán)層面網(wǎng)間距逐漸減小，堆砌度與延展度逐漸增大，芳香度在反射率為1.30%時出現(xiàn)拐點；中煤階煤芳香結(jié)構(gòu)中苯環(huán)取代方式以三取代和二取代為主，隨著變質(zhì)程度的增高，苯環(huán)二取代的比例升高，脂肪族結(jié)構(gòu)逐漸脫落導致相對比例降低，含氧官能團的吸收峰強度逐漸減弱，其中在反射率為1.3%時羰基相對含量最低；自締合羥基、醚氧羥基和環(huán)羥基的相對含量均呈先減小后增大的趨勢，煤分子結(jié)構(gòu)中鏈狀結(jié)構(gòu)的環(huán)化使環(huán)狀羥基相對含量在反射率為1.30%后增大，環(huán)化作用增強導致甲基含量減少，分子結(jié)構(gòu)空間排列緊密，自締合羥基相對含量增加；紅外結(jié)構(gòu)參數(shù)芳碳率、芳香性、芳香環(huán)縮聚程度和CH2/CH3等隨反射率的增大而增大，成熟度的變化與醚氧或酚羥基的轉(zhuǎn)化相關(guān)?？傮w上芳香結(jié)構(gòu)相對含量增大，脂族結(jié)構(gòu)減少，縮聚程度增加，生烴潛力隨反射率增大，反映煤結(jié)構(gòu)的生烴潛力降低。關(guān)鍵詞：中煤階煤；X射線衍射測試；傅里葉紅外光譜；煤分子結(jié)構(gòu)；陜南地區(qū)中圖分類號：TQ 536.9

文獻標志碼：

A

文章編號：1672-9315（2023）06-1118

-10

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2023.0610開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Molecular evolution of medium rank coal in Southern Shaanxi

LI Huantong1，2，ZOU Xiaoyan3，ZHANG Weiguo2，QIAO Junwei2

（1.Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources（China University of Geosciences），Ministry of Education，Wuhan 430074，China；

2.College of Geology and Environment，Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China；

3.College of Urban，Rural Planning and Architectural Engineering，Shangluo University，Shangluo 726000，China）

Abstract：In order to study the changes of functional groups in the structure of medium rank coal in southern Shaanxi，8 medium rank coal samples from Shangluo coal district in northern Qinling and Zhenba coal district in upper Yangtze were taken as the research objects.The coal structure was characterized by X-ray diffraction and FTIR，and the relative content and structural parameters of functional groups were obtained by peak fitting.The results show： with the increase of vitrinite reflectance，the distance between aromatic ring layers gradually decreases while the stacking degree and ductility gradually increase，and aromaticity displays a turning point at a reflectance of 1.30%.The benzene ring substitution in the aromatic structure of medium rank coal is mainly trisubstituted and disubstituted.With the increase of metamorphic grade，the proportion of benzene ring disubstituted increases.The gradual shedding of the aliphatic structure leads to a decrease in the relative proportion; the intensity of the absorption peak of the oxygen-containing functional group gradually weakens，and the relative content of the carbonyl group is the lowest when the reflectivity is 1.30%.The relative content of self-associated hydroxyl group，ether oxygen hydroxyl group and ring hydroxyl group see a trend of first decreasing and then increasing.The cyclization of chain like structure in coal molecular structure increases the relative content of ring hydroxyl group after the reflectivity is 1.30%.The enhancement of cyclization leads to the decrease of methyl content，the spatial arrangement of molecular structure is close，and the relative content of self-associated hydroxyl group increases.The infrared structural parameters such as aromatic carbon ratio，aromaticity，aromatic ring polycondensation degree and CH2/CH3 increase with the increasing reflectivity.The change of maturity is related to the conversion of ether oxygen or phenolic hydroxyl group.Overall，the relative content of aromatic structure increases，the aliphatic structure decreases，the degree of condensation increases，and the hydrocarbon generation potential? increases with reflectivity，reflecting a decrease in the hydrocarbon generation potential of coal structure.Key words：low-medium rank coal；

X-ray diffraction analysis；Fourier trnasform infrared spectrometer；coal molecular structure；Southern Shaanxi

0 引 言煤分子結(jié)構(gòu)的復雜性和非均質(zhì)性使其結(jié)構(gòu)表征極具挑戰(zhàn)性，復雜結(jié)構(gòu)中的稠合芳香結(jié)構(gòu)組成了煤大分子三維網(wǎng)絡骨架結(jié)構(gòu)，研究中煤階煤成因、化學結(jié)構(gòu)和碳骨架對其進一步利用具有重要理論意義，可用于理解和控制煤炭加工過程，如氣化、熱解、液化、衍生化學品和燃燒過程等［1-5］?，F(xiàn)代分析技術(shù)已經(jīng)非常成功地獲取了關(guān)于煤復雜結(jié)構(gòu)的新信息。李霞等通過系列樣品（鏡質(zhì)體反射率Rmax為0.30～2.05%）的紅外光譜分析（FTIR），認為在反射率0.8～1.3%階段主要是脂肪類物質(zhì)的富集和支鏈化程度的增加或脂環(huán)化作用與芳香化作用的協(xié)同，反射率小于1.7%前主要為脂肪類物質(zhì)的熱解斷裂［6］。劉琬玥等認為中高煤階煤中一個鄰近氫原子的芳香環(huán)含量最高，醚氧為含氧官能團主要存在形式［7］。郝盼云等研究不同煤階煤發(fā)現(xiàn)苯環(huán)取代的轉(zhuǎn)化不存在單一量變關(guān)系，碳氧單鍵下降，亞甲基比例先增加后減小，甲基比例一直增加，自締合羥基的比例先減小后增加［8］。于春梅等研究煙煤中存在大量脂肪族CH2碳鏈結(jié)構(gòu)，隨著變質(zhì)程度增加，煤中芳香族氫含量增加，脂肪族氫含量降低［9］。李煥同等研究認為陜北侏羅紀煤富惰組分芳烴CC骨架振動、醚氧C—O相對含量略高，苯環(huán)五取代含量高［4］。X射線衍射分析（XRD）是獲取芳香核的尺寸大小、排列及微晶結(jié)構(gòu)的重要手段。羅隕飛等研究了中低變質(zhì)程度5種典型煤種，認為隨著煤變質(zhì)程度的提高煤中脂族結(jié)構(gòu)減少，芳香結(jié)構(gòu)增多，且芳核在橫向上和縱向上進行芳環(huán)的縮聚反應［10］。

OLUWADAYO認為尼日利亞煤中存在大量無序無定形碳，煤結(jié)構(gòu)參數(shù)與碳元素和揮發(fā)分含量有較好的線性關(guān)系［11］。李霞等認為在反射率介于1.0%～1.6%階段，煤結(jié)構(gòu)參數(shù)延展度（La）持續(xù)增加，面網(wǎng)間距（d002）先增加后減小，堆砌度（Lc）先減小然后變緩，芳香體系脫氫和調(diào)整空間位阻同時進行［12］。然而針對陜南中煤階煤的煤巖、煤質(zhì)及煤分子結(jié)構(gòu)的研究較少。陜南地區(qū)中煤階煤主要分布在北秦嶺商洛煤產(chǎn)地和上揚子鎮(zhèn)巴煤產(chǎn)地，分別為二疊系石盒子組和三疊系須家河組，前者以焦煤和肥煤為主，后者以瘦煤為主［13-14］，具有一定的煤層氣勘探開發(fā)前景。采用X射線衍射分析和紅外光譜分析等測試手段，探討煤化學結(jié)構(gòu)中官能團變化特征，為煤結(jié)構(gòu)演化和煤炭綜合利用提供依據(jù)。

1 樣品來源與測試方法

1.1 樣品來源樣品采自陜南地區(qū)8個煤礦（安家山煤礦AJS、白水溪煤礦BSX、饅頭山煤礦MTS、仁村鄉(xiāng)煤礦RCX、熊耳山煤礦XES、袁家壩煤礦、躍進煤礦YJ及鎮(zhèn)巴縣煤礦ZBX）煤層煤樣；均為中等變質(zhì)程度煤樣［14］。采樣方法遵照GB/T482—2008《煤層煤樣采取方法》采集后及時裝入塑料樣袋中封存，防止污染和氧化。工業(yè)分析、元素分析及鏡質(zhì)體反射率測試分別依據(jù)GB/T 212—2008《煤的工業(yè)分析方法》、GB/T 31391—2015《煤的元素分析》以及GB/T 6948—2008《煤的鏡質(zhì)體反射率顯微鏡測定方法》。

1.2 測試方法

1.2.1 樣品預處理為減少礦物雜質(zhì)對煤結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，對煤樣進行脫礦處理。將破碎至200目的煤粉，以每組10 g分別浸入到含有100mL HCl-HF混合液（HCl36.5wt.%，HF48wt.%）的聚四氟乙烯燒杯中，在溫度55～60 ℃恒溫水浴中攪拌6 h；然后，用蒸餾水沖洗、反復過濾經(jīng)HCl-HF混合液處理后的煤漿，直到用AgNO3檢測濾液不出現(xiàn)沉淀，且pH值呈中性為止，煤漿在電熱板上煮沸蒸至近干后，送至干燥箱中12 h烘干（恒溫65 ℃），研磨后用于X射線衍射分析。

1.2.2 X射線衍射測試采用北京普析通用儀器有限責任公司XD-3型X射線衍射儀分析煤大分子結(jié)構(gòu)特征，Cu靶波長0.154 16 nm，管壓36 kV，管流20 mA，發(fā)散狹縫1 mm，接收狹縫0.16 mm，步進式掃描，步寬0.02°，掃描速度4°/min，測量2θ范圍為5°～80°。根據(jù)煤樣的X射線衍射曲線可以獲得表征煤結(jié)構(gòu)的d002、La及Lc等參數(shù)信息［3，11-12］。本次采用多次擬合求平均值、剔除礦物峰，降低峰位、半峰寬等造成的誤差。

1.2.3 傅里葉紅外光譜測試傅里葉紅外光譜可用于檢測煤中官能團的類型，進而判斷煤變質(zhì)程度。采用溴化鉀壓片法，將脫礦樣品與溴化鉀比例（質(zhì)量比）為1∶

200混合，在瑪瑙研缽中充分研磨混勻，置于模具中，在油壓機上壓成薄片，干燥箱中100 ℃持續(xù)干燥4 h。利用Bruker TENSOR 37紅外光譜儀，測定范圍設置為4 000 cm-1～400 cm-1，分辨率為4 cm-1，累計掃描次數(shù)32次。

2 結(jié)果與討論隨著煤變質(zhì)程度的增加，煤中揮發(fā)分減少，碳含量增加（表1），排出H，N，S和O等雜原子和不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，煤的有機大分子結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為致密化，結(jié)構(gòu)趨于定向排列。

2.1 X射線衍射譜圖特征煤屬于非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，在變質(zhì)作用下芳環(huán)層縮聚、拼疊，形成縮聚芳香核（微晶結(jié)構(gòu)）［15-16］。在圖1（a）中，～26°2θ附近的（002）峰反映芳環(huán)層的堆砌程度，其左側(cè)的（γ）峰（圖1（b））與分子中脂肪碳（脂鏈和脂環(huán)）結(jié)構(gòu)相關(guān)，變質(zhì)程度越低，脂肪碳結(jié)構(gòu)越發(fā)育；在～44°2θ處為（100）峰和（101）峰的疊合峰（10l）峰，反映芳香結(jié)構(gòu)的縮合程度，即芳環(huán)層的延展度［17-19］。從X射線衍射譜圖來看，mts、xes和yj樣品的（002）衍射峰最低，而且寬闊（表2），隨著變質(zhì)程度升高，（002）峰不對稱程度降低，并逐漸收窄，強度變強，反映芳香層結(jié)構(gòu)逐漸增大、規(guī)整有序。

所用煤樣鏡質(zhì)體反射率的范圍在0.96%～1.68%，隨著反射率的增高，芳環(huán)層面網(wǎng)間距（d002）逐漸減小（圖2（a）），堆砌度（Lc）與延展度（La）逐漸增大（圖2（b），（c）），芳香度（fa）首先增加，在反射率為1.30%～1.50%范圍略有降低，隨后再次增大（圖2（d））。反射率小于1.30%階段，

屬于煤化作用第1次躍變，此階段各種含氧官能團

逐漸脫落，芳香核上開始脫落脂肪族和脂肪官能團和側(cè)鏈，（γ）峰所占比例降低。反射率大于1.30%階段，芳香核尺寸在橫向和縱向上持續(xù)增大，富氫的側(cè)鏈和鍵的大量縮短及減少，芳香層還沒有形成規(guī)整有序結(jié)構(gòu)，殘存的官能團和氫化芳香環(huán)以任意角度和芳香層結(jié)構(gòu)鏈接［12］，芳香核脫氫、芳構(gòu)化和縮合同時進行，當芳香層結(jié)構(gòu)調(diào)整空間位置后，脫氫與殘存官能團的脫落使芳香碳比例增大，芳香度再次升高，煤結(jié)構(gòu)逐漸趨于芳構(gòu)化、縮合為主的演化階段。

2.2 紅外光譜譜圖特征通常以波數(shù)1 500 cm-1為界將紅外譜圖劃分成高頻區(qū)（官能團區(qū)）和低頻區(qū)（指紋區(qū)）［20-24］。低頻區(qū)內(nèi)吸收峰較少，主要是表征分子化學鍵和官能團的特征頻譜區(qū)；高頻區(qū)內(nèi)吸收峰數(shù)目較多，反映整個分子由于振動、轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)特征（圖3）。

紅外光譜圖可分為芳香結(jié)構(gòu)、含氧官能團、脂肪結(jié)構(gòu)和羥基吸收帶等4個部分［3-4，23-24］，由于煤結(jié)構(gòu)較為復雜，官能團結(jié)構(gòu)所占有比例不同，而且這些譜帶也是由多個官能團吸收峰疊加的結(jié)果（圖3），運用Oringin軟件對相應譜帶譜圖使用相同基線校正方式后，根據(jù)各譜線的二階導數(shù)來確定初始解疊擬合峰的大致位置和數(shù)目，通過軟件自帶功能來優(yōu)化最佳峰形（圖4），擬合標準是以原譜線與擬合譜線之間的殘差平方和為最小目標函數(shù)，將分峰擬合后所得結(jié)果歸一化［4，6，21］，確定分峰歸屬及參數(shù)（表3），反映煤分子結(jié)構(gòu)的變化特征。

2.2.1 芳香結(jié)構(gòu)變化在700～900 cm-1屬于芳香結(jié)構(gòu)CH面外變形振動，吸收強度總體偏小，芳香結(jié)構(gòu)的譜峰解疊以6～10個擬合峰為宜（圖4（a））。煤中芳環(huán)上的取代方式有3種：苯環(huán)五取代（850～900 cm-1）、苯環(huán)三取代（800～850 cm-1）、苯環(huán)二取代（730～780 cm-1）［20］。陜南地區(qū)煤中芳香結(jié)構(gòu)的苯環(huán)取代方式以三取代和二取代為主，其中三取代占主導地位（表4），隨著變質(zhì)程度的增高，芳環(huán)數(shù)量變化

導致取代方式產(chǎn)生變化，苯環(huán)二取代的比例升高。1 600 cm-1處芳烴CC骨架振動隨著變質(zhì)程度增加，其吸收峰強度總體上是增強的（表4），可能為煤化作用過程中脂環(huán)脫氫芳構(gòu)化影響，CC相對含量先升高，隨熱解效應導致側(cè)鏈結(jié)構(gòu)斷裂，CC含量再降低。煤中芳烴CH面外變形振動和脂肪碳（2 800～3 000 cm-1）、芳烴CC骨架振動的相對含量之比分別反映芳香性（I2）與芳香環(huán)縮聚程度（DOC2），隨著Rmax升高，芳香結(jié)構(gòu)的比例增大，其芳香化程度和縮聚程度呈現(xiàn)增大的趨勢（圖5（b）和圖5（c））。3 040 cm-1處為芳環(huán)CH的伸縮振動，其吸收強度的變化與芳環(huán)CH面外變形振動表征芳香性（I1）的意義相同，反映芳香氫相對含量的變化，在反射率1.45%左右達到最大值，隨后芳香氫減少（圖5（a）），可能與脂肪結(jié)構(gòu)脫落、芳香結(jié)構(gòu)苯環(huán)取代基團減少引起的假象有關(guān)［6］。

2.2.2 脂肪結(jié)構(gòu)變化在

2 800～3 000 cm-1段都屬于脂族結(jié)構(gòu)吸收

峰帶［25］，其吸收峰強度值與基團振動對稱性有關(guān)，振動對稱性越大，化學鍵的偶極矩越小，則吸收力越弱。脂肪結(jié)構(gòu)的譜峰解疊以5～7個擬合峰為宜（圖4（c）），其中2 950 cm-1屬于CH3不對稱伸縮振動、2 920 cm-1屬于CH2不對稱伸縮振動、2 895 cm-1屬于CH伸縮振動、2 875 cm-1屬于CH3對稱伸縮振動、2 850 cm-1屬于CH2對稱伸縮振動。隨變質(zhì)程度升高，煤化程度增高，脂族結(jié)構(gòu)中的側(cè)鏈逐漸脫落，產(chǎn)生以甲烷為主的揮發(fā)份。煤中脂肪碳（2 800～3 000 cm-1）與芳烴CC骨架振動的相對含量之比反映芳香環(huán)縮聚程度（DOC1），對比亞甲基的直鏈部分與甲基的側(cè)鏈部分來判別鏈化程度（CH2/CH3）。隨著Rmax升高，脂肪族結(jié)構(gòu)逐漸脫落導致相對比例降低（圖6（a）），芳香結(jié)構(gòu)逐漸縮合成較大的聚合體，CH2/CH3逐漸增大可能因為煤化作用進行到1.30%左右階段，煤中芳香結(jié)構(gòu)之間脂環(huán)族結(jié)構(gòu)裂解，導致亞甲基相對比例增加（圖6（b））。

2.2.3 含氧官能團結(jié)構(gòu)變化煤中含氧官能團主要有羧基、羰基、羥基和醚氧［26］，1 000～

1 800 cm-1段譜峰解疊以18～20個擬合峰為宜（圖4（b）），其中1 700 cm-1附近峰屬于羧酸中—COOH伸縮振動，1 650 cm-1處共軛CO伸縮振動，在1 100～1 350 cm-1處為酚、醇、醚、脂的醚氧鍵伸縮振動吸收峰，吸收峰強度隨煤級增高逐漸減弱?！瓹代表含氧的CO對于CC伸縮官能團的變化，反映煤的成熟度，其隨著反射率的升高先減小再逐漸增大，在反射率為1.25%附近達到最低（圖7）。煤結(jié)構(gòu)中CO在反射率小于1.25%前快速脫落，之后增加可能與醚氧或酚羥基的轉(zhuǎn)化相關(guān)，或與此階段熱解效應導致側(cè)鏈斷裂，CC相對含量降低相關(guān)。

2.2.4 羥基吸收帶OH伸縮振動產(chǎn)生于3 100～3 600 cm-1的寬闊頻帶，最大吸收峰位于

3 400 cm-1附近，譜峰解疊以7～8個擬合峰為宜。在3 520，3 410，3 300，3 220和3 170 cm-1附近分別歸屬羥基OH…π鍵、自締合羥基（Self-associated OH）、醚氧羥基（OH…ether O）、環(huán)羥基（Cyclic OH tetramers）和OH…N［27-28］，但對同一煤中不一定同時存在上述羥基類型。隨著反射率的升高，自締合羥基、醚氧羥基和環(huán)羥基的相對含量均呈先減小后增大的趨勢（圖8），羥基類型的存在隨煤化程度變化而變化。從峰谷出現(xiàn)的位置來看，環(huán)狀羥基的穩(wěn)定性小于自締合羥基和醚氧羥基，煤中非活性氧（醚氧）的存在（圖8（b））使醚氧羥基成鍵的機會增大，同時，煤分子結(jié)構(gòu)中鏈狀結(jié)構(gòu)的環(huán)化使環(huán)狀羥基在反射率為1.30%后的相對含量增大（圖8（c）），環(huán)化作用的增強也可導致煤中脂肪結(jié)構(gòu)中甲基含量減少，空間排列緊密，自締合羥基相對含量增加（圖8（a））。

2.3 生烴潛力評價從褐煤至無煙煤各個階段均能產(chǎn)生烴氣（CH4），產(chǎn)液態(tài)烴的產(chǎn)出高峰在反射率為0.9%～1.3%的氣肥煤階段，反射率大于1.3%時，相對于焦煤、貧瘦煤是主要生氣階段。

生烴潛力可以用來評價烴源巖的生烴潛力，值越大說明在此煤階處生烴潛力越大［6-7］。隨著變質(zhì)程度的加深，煤的芳香度逐漸升高（圖9（a）），芳香縮合程度增加，脂族結(jié)構(gòu)成分減少，煤中有機質(zhì)在一定程度上生烴的能力減弱，生烴潛力隨Rmax升高呈降低的趨勢（圖9（b）），由于煤化作用使煤中脂肪結(jié)構(gòu)和芳香結(jié)構(gòu)側(cè)鏈等富氫組分脫落和裂解，脂環(huán)結(jié)構(gòu)裂解帶來生烴的高峰，同時生烴高峰相對于側(cè)鏈的斷裂明顯有延滯性。

3 結(jié) 論1）在陜南地區(qū)中煤階煤隨著反射率的增大，芳香度fa先升高，在反射率為1.30%～1.50%范圍時略有降低，隨后再次增大；隨著芳環(huán)層面網(wǎng)間距逐漸減小，堆砌度與延展度逐漸增大，煤結(jié)構(gòu)逐漸趨于芳構(gòu)化、縮合為主的演化階段。2）煤中芳香結(jié)構(gòu)的苯環(huán)取代方式以三取代和二取代為主，其中三取代占主導地位。隨著反射率升高，芳香結(jié)構(gòu)的比例增大，其芳香化程度和縮聚程度呈現(xiàn)增大的趨勢，在反射率為1.45%左右達到最大值，隨后芳香氫減少，可能由于脂肪結(jié)構(gòu)的脫落，芳香結(jié)構(gòu)的苯環(huán)取代基團減少導致。3）隨著反射率升高，脂肪族結(jié)構(gòu)逐漸脫落導致相對比例降低，芳香結(jié)構(gòu)芳逐漸縮合成較大的聚合體，CH2/CH3逐漸增大可能因為煤化作用進行到反射率為1.30%左右階段，煤中芳香結(jié)構(gòu)之間脂環(huán)族結(jié)構(gòu)裂解，導致亞甲基相對比例增加。煤的成熟度隨著反射率的升高先減小再逐漸增大，在1.25%附近達到最低；自締合羥基、醚氧羥基和環(huán)羥基的相對含量均呈先減小后增大的趨勢。4）生烴潛力隨Rmax升高呈降低的趨勢，由于煤化作用使煤中脂肪結(jié)構(gòu)和芳香結(jié)構(gòu)側(cè)鏈等富氫組分脫落和裂解，形成生烴（CH4）的高峰。這可能與第1、2次的煤化作用躍變相關(guān)，此階段煤的芳香度逐漸升高，芳香縮合程度增加，脂族結(jié)構(gòu)成分減少。

參考文獻（References）：

［1］ 王福生，張志明，武建國，等.煤體結(jié)構(gòu)對自燃傾向性影響研究［J］.煤炭科學技術(shù)，2020，48（5）：83-88.

WANG Fusheng，ZHANG Zhiming，WU Jianguo，et al.Study on influence of coal structure on spontaneous combustion tendency［J］.Coal Science and Technology，2020，48（5）：83-88.

［2］YE C P，HUANG

H J，LI X H，et al.The oxygen evolution during pyrolysis of HunlunBuir lignite under different heating modes［J］.Fuel，2017，207：85-92.

［3］MUSTAFA B，YRM A L P，BURIN Y，et al.Structure of some western Anatolia coals investigated by FTIR，Raman，13C solid state NMR spectroscopy and X-ray diffraction［J］.International Journal of Coal Geology，2016，163：166-176.

［4］李煥同，朱志蓉，喬軍偉，等.陜北侏羅紀富鏡煤和富惰煤分子結(jié)構(gòu)的FTIR，XPS和13C NMR表征［J］.光譜學與光譜分析，2022，42（8）：2624-2630.

LI Huantong，ZHU Zhirong，QIAO Junwei，et al.Molecular representations of Jurassic-aged vitrinite-rich and inertinite-rich coals in Northern Shannxi province by FTIR，XPS and 13C NMR［J］.Spectroscopy and Spectral Analysis，2022，42（8）：2624-2630.

［5］劉大錳，金奎勵，毛鶴齡，等.烴源巖顯微組分的顯微傅利葉紅外光譜研究［J］.巖石學報，1998，14（2）：95-104.

LIU Dameng，JIN Kuili，MAO Heling，et al.Study of macerals in hydrocarbon source rocks by Fourier transform infrared microspectroscopy［J］.Acta Petrologica Sinica，1998，14（2）：95-104.

［6］李霞，曾凡桂，王威，等.低中煤級煤結(jié)構(gòu)演化的FTIR表征［J］.煤炭學報，2015，40（12）：2900-2908.

LI Xia，ZENG Fangui，WANG Wei，et al.FTIR characterization of structural evolution in low-middle rank coals［J］.Journal of China Coal Society，2015，40（12）：2900-2908.

［7］劉琬玥，劉欽甫，劉霖松，等.沁水盆地北部中高煤階煤結(jié)構(gòu)的FTIR特征研究［J］.煤炭科學技術(shù)，2019，47（2）：181-187.

LIU Wanyue，LIU Qinfu，LIU Linsong，et al.Study on FTIR features of middle and high rank coal structure in north part of Qinshui Basin［J］.Coal Science and Technology，2019，47（2）：181-187.

［8］郝盼云，孟艷軍，曾凡桂，等.紅外光譜定量研究不同煤階煤的化學結(jié)構(gòu)［J］.光譜學與光譜分析，2020，40（3）：787-792.

HAO Panyun，MENG Yanjun，ZENG Fangui，et al.Quantitative study of chemical structures of different rank coals based on infrared spectroscopy［J］.Spectroscopy and Spectral Analysis，2020，40（3）：787-792.

［9］于春梅，張楠，滕海鵬.FTIR和Raman技術(shù)在煤結(jié)構(gòu)分析中的應用研究［J］.光譜學與光譜分析，2021，41（7）：2050-2056.

YU Chunmei，ZHANG Nan，TENG Haipeng.Investigation of different structures of coals through FTIR and Raman techniques［J］.Spectroscopy and Spectral Analysis，2021，41（7）：2050-2056.

［10］羅隕飛，李文華.中低變質(zhì)程度煤顯微組分大分子結(jié)構(gòu)的XRD研究［J］.煤炭學報，2004，29（3）：338-341.

LUO Yunfei，LI Wenhua.X-ray diffraction analysis on the different macerals of several low-to-medium metamorpic grade coals［J］.Journal of China Coal Society，2004，29（3）：338-341.

［11］

OLUWADAYO O S，TOBIAS H，STEPHEN F F.Structural characterization of Nigerian coals by X-ray diffraction，Raman and FTIR spectroscopy［J］.Energy（Oxford），2010，35（12）：5347-5353.

［12］李霞，曾凡桂，王威，等.低中煤級煤結(jié)構(gòu)演化的XRD表征［J］.燃料化學學報，2016，44（7）：777-783.

LI Xia，ZENG Fangui，WANG Wei，et al.XRD characterization of structural evolution in low-middle rank coals［J］.Journal of Fuel Chemistry and Technology，2016，44（7）：777-783.

［13］陜西煤礦安全監(jiān)察局.陜西省煤礦分布圖集［M］.西安：西安地圖出版社，2003.

［14］李煥同，陳飛，鄒曉艷，等.基于低溫液氮吸附法的陜南中低煤級煤孔隙結(jié)構(gòu)特征［J］.中國科技論文，2019，14（7）：808-814.

LI Huantong，CHEN Fei，ZOU Xiaoyan，et al.Pore structure characteristics of medium and low rank coal in Southern Shaanxi based on low-temperature nitrogen adsorption method［J］.China Sciencepaper，2019，14（7）：808-814.

［15］曹代勇，張守仁，任德貽.構(gòu)造變形對煤化作用進程的影響——以大別造山帶北麓地區(qū)石炭紀含煤巖系為例［J］.地質(zhì)論評，2002，48（3）：313-317.

CAO Daiyong，ZHANG Shouren，REN Deyi.The influence of structural deformation on coalification：A case study of Carboniferous coal measures in the Nortern foothills of the Dabie orogenic belt［J］.2002，48（3）：313-317.

［16］李煥同，王楠，朱志蓉，等.湖南寒婆坳礦區(qū)熱變質(zhì)煤結(jié)構(gòu)演化及其礦物學特征響應［J］.地質(zhì)學報，2020，94（11）：3503-3514.

LI Huantong，WANG Nan，ZHU Zhirong，et al.Structural evolution and mineralogical characteristics of magmatic metamorphic coals in Hanpoao coal mining area，Hunan Province［J］.Acta Geologica Sinica，2020，94（11）：3503-3514.

［17］李煥同，王楠，朱志蓉，等.高煤級煤-隱晶質(zhì)石墨的Raman光譜表征及結(jié)構(gòu)演化［J］.煤田地質(zhì)與勘探，2020，48（1）：34-41.

LI Huantong，WANG Nan，ZHU Zhirong，et al.Raman spectrum characteristic and structural evolution of high rank coals-cryptocrystalline graphite［J］.Coal Geology & Exploration，2020，48（1）：34-41.

［18］李煥同，曹代勇，張衛(wèi)國，等.高煤級煤石墨化軌跡階段性的XRD和Raman光譜表征［J］.光譜學與光譜分析，2021，41（8）：2491-2498.

LI Huantong，CAO Daiyong，ZHANG Weiguo，et al.XRD and Raman spectroscopy characterization of graphitization trajectories of high-rank coal［J］.Spectroscopy and Spectral Analysis，2021，41（8）：2491-2498.

［19］LI Z Q，LU C J，XIA Z P，et al.X-ray diffraction patterns of graphite and turbostratic carbon［J］.Carbon（New York），2007，45（8）：1686-1695.

［20］姬新強，要惠芳，李偉.韓城礦區(qū)構(gòu)造煤紅外光譜特征研究［J］.煤炭學報，2016，41（8）：2050-2056.

JI Xinqiang，YAO Huifang，LI Wei.FTIR spectroscopic study on tectonically deformed coals in Hancheng mining area［J］.Journal of China Coal Society，2016，41（8）：2050-2056.

［21］梁虎珍，王傳格，曾凡桂，等.應用紅外光譜研究脫灰對伊敏褐煤結(jié)構(gòu)的影響［J］.燃料化學學報，2014，42（2）：129-137.

LIANG Huzhen，WANG Chuange，ZENG Fangui，et al.Effect of demineralization on lignite structure from Yinmin coalfield by FT-IR investigation［J］.Journal of Fuel Chemistry and Technology，2014，42（2）：129-137.

［22］葛濤，李洋，WANG Meng，等.高硫肥煤碳結(jié)構(gòu)研究與光譜學表征［J］.光譜學與光譜分析，2021，41（1）：45-51.

GE Tao，LI Yang，WANG Meng，et al.Spectroscopic characterization of carbon structure in high sulfur fat coal［J］.Spectroscopy and Spectral Analysis，2021，41（1）：45-51.

［23］王楠，李煥同，崔勝，等.神木楊伙盤礦區(qū)地下煤火對煤結(jié)構(gòu)的影響［J］.中國煤炭地質(zhì)，2020，32（4）：1-5.

WANG Nan，LI Huantong，CUI Sheng，et al.Impact from underground coal fire on coal structure in Yanghuopan mine area，Shenmu［J］.Coal Geology of China，2020，32（4）：1-5.

［24］SAIKIA B K，BORUAH R K，GOGOI P K.FT-IR and XRD analysis of coal from Makum coalfield of Assam［J］.Journal of Earth System Science，2007，116（6）：575-579.

［25］郝長勝，袁迎春，賈廷貴，等.不同變質(zhì)程度煤的化學結(jié)構(gòu)紅外光譜研究［J］.煤礦安全，2022，53（11）：15-22.

HAO Changsheng，YUAN Yingchun，JIA Tinggui，et al.Infrared spectral research on chemical structure of coal with different levels of metamorphism［J］.Safety in Coal Mines，2022，53（11）：15-22.

［26］周劍林，王永剛，黃鑫，等.低階煤中含氧官能團分布的研究［J］.燃料化學學報，2013，41（2）：134-138.

ZHOU Jianlin，WANG Yonggang，HUANG Xin，et al.Determination of O-containing functional groups distribution in low-rank coals by chemical titration［J］.Journal of Fuel Chemistry and Technology，2013，41（2）：134-138.

［27］陳茺，許學敏，高晉生，等.煤中氫鍵類型的研究煤中氫鍵類型的研究［J］.燃料化學學報，1998，26（2）：140-144.

CHEN Chong，XU Xuemin，GAO Jinsheng，et al.Type of hydrogen bonds in coal［J］.Journal of Fuel Chemistry and Technology，1998，26（2）：140-144.

［28］張衛(wèi)，曾凡桂.中等變質(zhì)程度煤中羥基的紅外光譜分析［J］.太原理工大學學報，2005，36（5）：545-548.

ZHANG Wei，ZENG Fangui.FTIR analysis of hydrogen bond in middle maturate coals［J］.Journal of Taiyuan University of Technology，2005，36（5）：545-548.

（責任編輯：李克永）