不良沟亚烟煤萃取渣中有机氮、有机氧化合物的FTICRMS鉴定

通常采用元素分析、气相色谱/质谱（GC/MS）、傅里叶变换红外光谱仪和1h核磁共振（NMR）等方法来表征煤TD中的SPs。GC/MS已成功应用于SPs中部分物种的鉴定，但仅限于相对易挥发、热稳定、极性较低的物种。傅立叶变换离子回旋共振质谱仪（FTICRMS）是一种功能强大、发展迅速的分析工具，具有超高的分辨率（>20万）和质量精度（<1 ppm）。它已成功地用于各种复杂混合物的组成表征，如石油衍生液体、页岩油、生物油和煤衍生液体。

此外，电喷雾电离（ESI）作为一种软电离技术，可以选择性地电离复杂混合物中的极性分子，避免了长时间和复杂的分离过程。因此，配备ESI源的FTICRMS应该是分析煤中SPs极性物种的有用工具。以环己烷、苯、甲醇、乙醇、异丙醇为萃取剂，对布梁沟亚烟煤（BSBC）萃取渣（ER）进行了连续萃取。Kong等人¹利用x射线光电子能谱（XPS）和ESI FTICRMS对内质网中的ONCs和OOCs进行了表征，以了解BSBC中氮和氧的存在形式。

图1 急诊室的输导程序。

图2 ER的XPS光谱及其拟合曲线。

图3 ESI FTICRMS鉴定的物种m/z值在sp中的分布。

如图1所示，将ER （4.0 g， <0.74 lm）与环己烷、苯、甲醇、乙醇和异丙醇依次在100 mL不锈钢磁力搅拌高压釜中进行TD，得到SP1-SP5和TD残渣（RDT1-RDT5）。每个TD与20 mL溶剂在320 ℃下操作2小时。RDT5在80 ℃下真空干燥2小时，然后保存在干燥器中用于后续分析。由图2可知，通过XPS分析，内质网表面的氮形态中吡啶氮含量最多，占59.9%，其次是吡啶氮、季氮、化学吸附氮和氨基氮。所述吡啶氮可包括吡咯及其衍生物（例如，苯并吡咯和咔唑），所述吡啶氮可包括吡啶及其衍生物（例如，喹诺酮、苯并喹啉和吖啶）。在干燥和无灰分的基础上，产量（YSP）计算为SP （mSP）与ER的质量比。如图2所示，内质网的XPS O - 1s谱拟合出5个结合能分别为531.9、532.7、533.9、535.4 eV的峰，分别对应羰基、羟基、醚、羧基中的氧。总有机物质提取率为11.6 wt% （daf）， SP₁-SP₅的产率分别为5.6、0.8、1.5、2.3和1.4 wt% （daf）。如图3所示，sp中ONCs和OOCs的m/z值在正离子模式下主要分布在200 ~ 450之间，在负离子模式下主要分布在200 ~ 350之间。在SP₃和SP₄中，正离子模式下检测到的m/z > 450和负离子模式下检测到的m/z > 400的化合物相对丰度高于SP₁、SP₂和SP₅。

内质网表面的氧原子主要存在于羟基上，硝基环是氮的主要赋存形态。sp中检测到的基本ONCs主要为n10x （x = 0-1）类，SP5中以N2类最多。这些N₁₀O_X类物种集中在DBE值4 ~ 20和CNs值12 ~ 32之间。大多数碱性N₁₀O_X （x = 0-1）类物质的核心结构应为ARs，包括苯环、吡啶环、喹啉环和吖啶环。sp中检测到的碱性OOC和酸性OOC分别为Ox （x = 2-4）和O_y （y = 1-3）类。丰富的酸性O₂类物质的DBE值为1、2、9和12,CNs值为13-21。酸性O₁类为芳烃醇类，AR值为1-6;酸性O3类为羟基芳烃羧酸类，AR值为萘、二氢蒽和蒽环。由于DBE = 12的化合物在所有检测到的ONCs和OOCs中都很丰富，因此在SPs中具有3AR的物种应该是优势的。

1.Kong, J.;  Wei, X.-Y.;  Li, Z.-K.;  Yan, H.-L.;  Zhao, M.-X.; Zong, Z.-M., Identification of organonitrogen and organooxygen compounds in the extraction residue from Buliangou subbituminous coal by FTICRMS. Fuel 2016, 171, 151-158.

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