НЕФТЕХИМИЯ, 2021, том 61, № 1, с. 61-69

УДК 662.749.39+542.943+669.236

СТРУКТУРНАЯ ОЦЕНКА КАМЕННОУГОЛЬНОГО ПЕКА

НЕСКОЛЬКИМИ МЕТОДАМИ

¹College of Chemistry and Chemical Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China

²Key Laboratory of Coal Processing and Efficient Utilization, Ministry of Education,

China University of Mining & Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu, China

*E-mail: wangyugao@tyut.edu.cn

**E-mail: shenjun@tyut.edu.cn

Поступила в редакцию 21 мая 2020 г.

После доработки 8 августа 2020 г.

Принята к публикации 18 сентября 2020 г.

С помощью различных методов исследована стурктура каменонноугольного пека (CTP) с завода по пере-

гонке каменноугольной смолы Shanxi Datuhe (образец DCTP). Для характеристики DCTP использовали

различное аналитическое оборудование, включая рентгеновский дифрактометр-спектрометр, твердотель-

ный спектрометр ядерного магнитного резонанса ¹³C и рентгеновский фотоэлектронный спектрометр;

DCTP дополнительно окисляли каталитически солью рутения. Показано, что в DCTP преобладают

ароматические структуры с ароматичностью до 95%, среди которых лидируют пери-конденсированные

ароматические структуры; ката-конденсированные ароматические структуры обнаружены в малом

количестве, а полиарильные структуры полностью отсутствуют. В каждом ароматическом кластере со-

держится около 4 колец с несколькими боковыми метиловыми цепями. Атомы азота и серы присутствуют,

в основном, в гетероциклическом кольце, а атомы кислорода - в группе C_ar-O.

Ключевые слова: каменноугольный пек, структурная оценка, технология прямого определения харак-

теристик, каталитическое окисление ионами рутения

DOI: 10.31857/S0028242121010056

ТЕРМИНОЛОГИЯ

RICO Окисление, катализируемое ионами рутения

BCA Бензолкарбоновые кислоты

R₁

Остаток на фильтре от FC с DEE

DCA Дикарбоновые кислоты

R₂

Остаток на фильтре от MEP

CTP

Каменноугольный пек

Температура размягчения

DCTP

Каменноугольный пек Datuhe

Твердое состояние

DEE

Диэтиловый эфир

TCA

Трикарбоновые кислоты

RM₁

Реакционная смесь DCTP и CCl₄

Нерастворимый в толуоле

RM₂

Реакционная смесь RuCl₃, NaIO₄, CH₃CN,

XPS

Рентгеновский фотоэлектронный спектро-

RM₁ и дистиллированной воды

метр

Экстрагируемая часть из смеси F и ES

XRD Дифракция рентгеновского излучения

Экстрагирующий раствор из FC с DEE

Фильтрат из RM₂

Каменноугольный пек (CTP) - основной про-

Осадок на фильтре из RM₂

дукт при переработке каменноугольной смолы, и

FMEP

Фильтрат из MEP

его выход обычно составляет более 50% от ее мас-

сы. Эффективное использование CTP имеет боль-

GC/MS

Газовая хроматография/масс-спектрометр

шое значение для улучшения всей индустрии пере-

MEP

Метилированные продукты из EP

работки каменноугольной смолы [1, 2]. Кроме того,

MSBCA Метилзамещенные бензолкарбоновые кис-

CTP - важный источник тяжелого углерода, кото-

лоты

рый может быть использован при производстве

NCCA Азотистая карбоновая кислота

графитовых электродов, углеродных анодов, угле-

NMR Ядерный магнитный резонанс

родных волокон и углеродсодержащих композитов

Нерастворимый в хинолине

[3-5], что во многом зависит от структурных осо-

ZHILEI WANG и др.

бенностей CTP. Поэтому структурной оценке CTP

прямой характеризации и RICO должно способ-

в последние годы уделяется все большее внимание.

ствовать пониманию структурных характеристик

Однако в промышленности в настоящее время CTP

CTP.

характеризуется только его фракцией, не раствори-

мой в толуоле и хинолине (TI и QI), и его темпе-

ратурой размягчения (SP) [6-8]. Очевидно, что эти

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

параметры указывают лишь на некоторые физи-

Материал опыта. CTP, использованный в экс-

ко-химические свойства CTP, но не могут фактиче-

перименте, был взят с завода по перегонке камен-

ски отражать его структурные особенности.

ноугольной смолы Datuhe в провинции Шаньси,

Китай, и измельчен через сито № 200 для получе-

Из-за сложных компонентов CTP глубоко ис-

ния мелких частиц размером <0.074 мм. Для удоб-

следовать все его структурные особенности только

на одном аналитическом оборудовании не просто.

ства этот образец был назван DCTP. Данные тех-

Для получения достаточной и полной информации

нического и элементного анализа и свойства DCTP

необходимо, как правило, сочетание различных

приведены в табл. 1. RuCl₃, NaIO₄, C₂H₅OC₂H₅

аналитических методов исследования. На осно-

(DEE), CH₃CN и CCl₄ были приобретены в каче-

стве аналитических реагентов и непосредственно

ве быстроразвивающейся современной техноло-

использованы в экспериментах.

гии инструментального анализа можно изучать

твердые образцы непосредственно, всесторонне и

Анализ характеристик DCTP с помощью ме-

удобно без применения сложной обработки. Так,

тодов XRD, SS ¹³C NMR и XPS. Дифракционный

на рентгеновском дифрактометре (XRD) можно

рентгеновский анализ (XRD) выполняли с исполь-

анализировать микрокристаллическую структуру

зованием рентгеновского дифрактометра Rigaku

твердого образца, предоставляя информацию об

D/max-2500 с Cu-мишенью лучами K_α (λ

ароматической структуре [9-11]. Твердотельный

1.54056 Å) в качестве источника рентгеновского

спектрометр ядерного магнитного резонанса ¹³C

излучения. Диапазон сканирования составлял от 5°

(SS ¹³C NMR) широко используется для изучения

до 80° в диапазоне 2θ с шагом 0.02° и скоростью

структуры углеродного скелета угля и его произво-

8°/мин. Анализ SS ¹³C NMR проводили с исполь-

дных [12-14], что позволяет выявить тип и распре-

зованием спектрометра NMR Bruker AVWB, снаб-

деление органического углерода в CTP. Несмотря

женного кроссполяризованным зондом двойного

на низкое содержание кислорода, азота и серы в

резонанса с вращением образца под магическим

CTP, гетероатомные соединения являются незаме-

углом (CP/MAS), диаметром 6 мм. Резонансная ча-

нимой субстанцией в общей молекулярной струк-

стота составила 150.9 МГц, время сбора данных -

туре CTP, анализ которых может быть проведен с

8000. Анализ методом XPS проводили с исполь-

помощью рентгеновского фотоэлектронного спек-

зованием рентгеновского дифрактометра Thermo

трометра (XPS) [15, 16]. Таким образом, применя-

Fisher’s Rigaku D/Max-2500 с источником AlK_α мо-

емые методы характеризации полезны для понима-

нохроматора.

ния структурных особенностей всего CTP.

Анализ DCTP методом RICO, последующая

Поскольку пек СТР богат макромолекулярными

обработка и анализ продукции. Как показано на

ароматическими структурами, в первую очередь

рис. 1, 0.25 г DCTP и 20 мл CCl₄ помещали в сфе-

необходимо исследовать его макромолекулярную

рическую колбу емкостью 250 мл и встряхивали в

часть. Умеренное окисление - мощный способ, с

ультразвуковом очистителе в течение 10 мин, что-

помощью которого можно разложить стабильные

бы получить смесь 1 (RM₁). Затем к RM₁ добавляли

макромолекулярные структуры на небольшие мо-

10 г NaIO₄, 15 мг RuCl₃, 20 мл CH₃CN и 30 мл H₂O

лекулы, пригодные для непосредственного и точ-

с получением реакционной смеси 2 (RM₂) после

ного анализа. Данная технология облегчает иссле-

магнитного перемешивания в течение 120 мин при

дование макромолекулярных структур в CTP [17,

40°C. Смесь RM₂ фильтровали, получая фильтрат

18]. Наибольшая селективность в реакции химиче-

(F) и осадок на фильтре (FC), который повторно

ского разложения органических образцов наблюда-

экстрагировали с использованием DEE с получе-

лась при каталитическом окислении в присутствии

нием экстрагирующего раствора (ES) и остатка 1

солей рутения (RICO). Метод RICO позволяет из-

(R₁). ES и F смешивали, сушили и измельчали до

бирательно окислить ароматический углерод до

экстрагируемой части (EP). EP этерифицировали

карбоксильной группы, а полученные в результате

свежеприготовленным CH₂N₂ в DEE с получени-

этого карбоновые кислоты использовать для опре-

ем MEP, который дополнительно фильтровали для

деления макромолекулярных ароматических струк-

получения остатка на фильтре 2 (R₂) и фильтрата

тур в CTP [19-21].

(FMEP).

Цель работы - определение состава и строения

Наконец, для качественного и полуколичествен-

каменноугольгого пека DCTP с использованием

ного анализа FMEP использовали газовую хромато-

перечисленных выше методов. Сочетание методов

графию-масс-спектрометрию (GC/MS) с помощью

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 1 2021

СТРУКТУРНАЯ ОЦЕНКА КАМЕННОУГОЛЬНОГО ПЕКА

Таблица 1. Технический анализ, элементный анализ и свойства DCTP^*

Технический анализ,

Элементный анализ, daf,

Свойства

мас. %

M_ad

A_d

V_daf

O^**

SP, °C

TI, мас. %

QI, мас. %

0.47

0.20

62.24

92.07

4.15

0.85

2.42

0.51

87.00

21.16

5.25

^*daf: сухая и беззольная основа; M_ad: влага (основа, высушенная на воздухе); A_d: зола (сухая основа, т.е. основа без влаги); V_daf:

летучие вещества (сухая и беззольная основа).

^** По разности.

прибора GCMS-QP2010UItra. Прибор был обо-

ние метильной группы было наиболее высоким в

рудован капиллярной колонкой HP-5 (сшивка 5%

алифатической углеродной области, в которой пре-

PH ME силоксан, длина 6 м, внутренний диаметр

обладала ароматическая метильная группа. Этот

0.25 мм, толщина пленки 0.25 мкм) и электрон-

факт свидетельствует о том, что метильная группа

но-лучевым источником ионов (70 эВ). Температу-

является основным алифатическим углеродом и

ру колонки увеличивали с 50 до 300°C при скорости

связана с ароматическим углеродом. Кроме того,

нагрева 10°C/мин. Температуру 300°С поддержи-

для дальнейшего понимания строения углерод-

вали в течение 15 мин.

ного скелета были рассчитаны пять важных пара-

метров углеродной структуры [14, 26] пека DCTP

(табл. 3). Ароматичность пека DCTP составила

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

95.2%, что больше, чем значение f_a в результатах

Непосредственное определение характери-

анализа XRD, возможно, потому, что только эффек-

стик DCTP. Как показано в табл. 1, DCTP почти

тивное накопление ароматических молекул могло

полностью состоял из органических веществ и был

вносить вклад в пик (002) при анализе XRD [14,

богат углеродом. Его значения TI и QI составили

27]. Молярное содержание ароматического мости-

21.16 и 5.25% соответственно, что аналогично та-

кового углерода (X_b) может описывать размер сред-

ковым для других CTP [22, 23]. Его SP составля-

него ароматического кольца [13]. X_b пека DCTP

ла 87°C, что позволяет предположить, что это был

составляет 0.40, что близко к X_b (0.42) пирена. Ре-

среднетемпературный CTP.

зультат, возможно, указывает на то, что в каждом

кластере DCTP находится около 4 ароматических

В составе CTP преобладали ароматические

колец. Степень замещения (σ) ароматических ко-

структуры, которые заметно влияли на его свой-

ства и которые было важно изучить. Как показа-

но на рис. 2, на дифрактограмме DCTP были вы-

делены два характерных пика: пик (100) при 2θ =

= 43° и пик (002) при 2θ = 25°. Эти пики могут

отражать размер ароматической кольцевой струк-

туры и эффективную высоту укладки между аро-

матическими слоями, соответственно [24]. Пик γ

часто перекрывается пиком (002), который может

представлять альфатическую структуру. Для ап-

проксимации пика использовалось программное

обеспечение Peak Fit, при этом спектр в диапазоне

10°-35° делился на два пика. Ароматичность (f_a)

DCTP составляла 72.56%, что было рассчитано на

дифрактограмме по формуле f_a = A₀₀₂/(A₀₀₂+A_γ) (A -

площадь пика).

Как показано на рис. 3, спектры SS ¹³C NMR

пека DCTP можно разделить на слабые участки

алифатических (0-90 ppm) и доминирующих аро-

матических (90-170 ppm) углеродных соединений

при полном отсутствии участков карбонильного

углерода, что согласуется с результатами элемент-

ного анализа, представленными в табл. 1. Из-за

наложения различных пиков углерода спектр был

дополнительно сегментирован на 12 различных

типов пиков углерода в соответствии с рекоменда-

Рис. 1. Процедура RICO с последующей обработкой и

циями в [13, 25]. Как показано в табл. 2, содержа-

анализом продукта.

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 1 2021

ZHILEI WANG и др.

Рис. 2. Спектр дифракционного рентгеновского анализа (XRD) пека DCTP и его частичная аппроксимирующая кривая.

Рис. 3. Спектр SS ¹³C NMR и его аппроксимирующие кривые для DCTP. Описание пиков 1-12 см. в табл. 2.

лец и среднее число атомов углерода в метилено-

но определять типы и содержание в DCTP атомов

вой цепи (C_n) в DCTP составляли очень малые ве-

кислорода, серы и азота. Спектр C 1s чувствителен

личины. Это означало, что ароматические кольца

к изменениям степени окисления вокруг атомов

содержали незначительное количество метильных

кислорода [11, 25], поэтому его можно использо-

вать для иллюстрации распределения кислородных

групп.

функциональных групп. Как показано на рис. 4

Содержание гетероатомов в DCTP, включая кис-

и в табл. 4, спектры C 1s пека DCTP при 284.8 и

лород, азот и серу, составляло менее 5% (табл. 1),

286.1 эВ можно разделить на алифатический угле-

однако, они будут играть важную роль в производ-

род/ароматический углерод и углерод C-O, соот-

стве современных материалов с использованием

ветственно [28]. Результаты показали, что DCTP

CTP. Поэтому возникла необходимость изучить

содержит только углерод C-O, что согласуется с

существующие формы гетероатомов в DCTP. Ме-

анализом SS ¹³C NMR. Судя по спектру N 1s пека

тод XPS позволяет непосредственно и эффектив-

DCTP, азот существует в основном в форме пир-

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 1 2021

СТРУКТУРНАЯ ОЦЕНКА КАМЕННОУГОЛЬНОГО ПЕКА

Таблица 2. Значения химического сдвига и молярного содержания различных типов углерода в DCTP, определенные

методом SS ¹³C NMR

Химический сдвиг,

Молярное

Пик

Тип углерода

Обозначение

ppm

содержание, %

Алифатические соединения

17.6

Алифатический метил

f_al1

0.61

20.5

Ароматический метил

f_ala

1.78

24.0

Алифатический метилен-орто-метил

f_al2

0.31

30.2

Метилен

f_al3

0.83

35.6

Метин

f_al4

1.30

Ароматические соединения

116.1

о-Оксиароматический разветвленный

f_a01

1.41

120.5

Ароматический протонированный

f_aH

29.18

125.3

Протонированный ароматический углерод

f_aH

10.13

127.5

Ароматический плацдарм

f_ab

38.19

136.8

Ароматический разветвленный

f_aS

15.91

150.7

f_a02

0.19

Кислородзамещенный ароматический

153.4

f_a02

0.15

Таблица 3. Структурные параметры углерода в CTP, определенные методом SS ¹³C NMR

Структурные параметры

Обозначение

Определение

Значение, %

Индекс ароматичности

f_a

f_a = f_a01 + f_aH+ f_ab + f_aS+ f_a02

95.16

Индекс алифатичности

f_al

f_al = 100-f_a

4.84

Молярное содержание ароматического

X_b

X_b= f_ab/f_a

0.40

углерода-плацдарма

Степень замещения ароматических колец

σ = f_aS/f_a

0.17

Среднее число атомов углерода в метиленовой

C_n

C_n= (f_al3 + f_al4)/f_aS

0.13

цепи

рольного азота, за которым следует пиридиновый

мую характеристику DCTP, полученную с помо-

азот. Аппроксимацию пика спектра S 2p можно

щью аналитических методов. Более того, не было

разделить на три пика, соответствующих алифа-

обнаружено монокарбоновых кислот, что означает,

тической сере, ароматической сере и сульфоксиду.

что ароматические структуры редко замещаются

Среди них больше всего было ароматической серы,

алифатическими боковыми цепями.

которая могла существовать в виде бензотиофенов

Как показано в табл. 5, в состав обнаруженных

[29]. Вторая по количеству сера существовала в

DCA входила янтарная кислота вместе с неболь-

виде сульфоксида, который мог образовываться в

шим количеством пентандиовой и гександиовой

результате окисления алифатической серы и аро-

кислот. Из-за высокотемпературного пиролиза в

матической серы во время производства каменно-

промышленном производстве каменноугольной

угольного пека.

смолы существование в DCTP таких структур, как

Окисление пека DCTP, катализируемое иона-

α,ω-диарилалканы, становится невозможным. Сле-

ми рутения (RICO). Как показано на рис. 5, в про-

довательно, эти DCA могут быть результатом RICO

дуктах, полученных из DCTP методом RICO, были

9,10-дигидроантрацена, индола и 1,2,3,4-тетраги-

обнаружены 17 карбоновых кислот с помощью GC/

дронафталина, соответственно [30]. Кроме того,

MS (см. сводные данные в табл. 5). Эти соедине-

RICO пека DCTP вырабатывал небольшое коли-

ния можно дополнительно подразделить на дикар-

чество TCA, включая 3-карбоксипентандионовую

боновые кислоты (DCA), трикарбоновые кислоты

и 3-карбоксигександионовую кислоты. Оказалось,

(TCA), бензолкарбоновые кислоты (BCA), метил-

что они в основном короткоцепочечные, поэтому

замещенные бензолкарбоновые кислоты (MSBCA)

можно предположить, что TCA образовывались в

и азотистые карбоновые кислоты (NCCA), среди

результате окисления структур гидроаренов, сое-

которых наибольшее относительное содержание

диняющих арилалканы.

имели BCA. Результат явно показал, что DCTP бо-

гат ароматическими кольцевыми структурами, что

Доказано, что BCA в основном образуются в

убедительно подтверждает вышеупомянутую пря- результате окисления ароматических колец углей

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 1 2021

ZHILEI WANG и др.

Рис. 4. Спектры XPS и их аппроксимирующие кривые для DCTP. Описание пиков 1-3 см. в табл. 4.

или их производных. Различные BCA могут быть

структурами и вообще не содержит полиарильных

получены путем окисления различных макромоле-

структур.

кулярных прекурсоров, таких как ката-конденси-

Были обнаружены две MSBCA: 4-метилфтале-

рованные ароматические соединения, полиарилы и

вая кислота и 5-метилбензол-1,2,3-трикарбоновая

пери-конденсированные ароматические соединения

кислота. Их низкое относительное содержание до-

[31]. Фталевая кислота и бензол-1,2,4,5-тетракар-

казывает, что некоторые ароматические структуры

боновая кислота могут образовываться в результате

в DCTP были заменены метильными группами, как

окисления ката-конденсированных ароматических

описано с помощью анализа SS ¹³C NMR. Между

соединений, в то время как бензол-1,2,4-трикарбо-

тем, обнаружение пиридин-2,3-дикарбоновой кис-

новая кислота и бензол-1,2,3,5-тетракарбоновая

лоты в продукте RICO доказало, что пиридиновый

кислота могут быть результатом окисления по-

азот действительно присутствует в DCTP, как пока-

лиарилов, тогда как бензол-1,2,3-трикарбоновая

зал анализ XPS. Его низкое содержание указывает

кислота, бензол-1,2,3,4-тетракарбоновая кислота,

на то, что DCTP содержит небольшое количество

бензолпентакарбоновая кислота и бензолгексакар-

гетероатомов, что согласуется с данными элемент-

боновая кислота могут образовываться в резуль-

ного анализа DCTP.

тате окисления пери-конденсированных аромати-

ческих соединений. Как показано в табл. 5, можно

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

предположить, что DCTP изобилует пери-конден-

сированными ароматическими структурами, бе-

Путем прямого определения характеристик

ден ката-конденсированными ароматическими DCTP было обнаружено, что на 100 атомов угле-

Таблица 4. Результаты XPS-анализа для форм органического кислорода, азота и серы в DCTP

Количество

Энергия связи,

Молярный

Химический элемент

Функциональные группы

пиков

эВ

процент, %

C 1s

Алифатические и ароматические

284.8

91.47

углеродные соединения

C-O

286.1

8.53

N 1s

Пиридин

398.4

35.19

Пиррольная

400.3

49.25

Оксиды азота

402.8

15.56

S 2p

Алифатическая сера

163.3

8.55

Ароматическая сера

164.2

50.43

Сульфоксид

165.4

41.02

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 1 2021

СТРУКТУРНАЯ ОЦЕНКА КАМЕННОУГОЛЬНОГО ПЕКА

(×10.000.000)

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

55.0

Время удерживания, мин

Рис. 5. Суммарные ионные хроматограммы продуктов этерификации DCTP методом RICO.

рода приходилось 95 ароматических атомов угле-

состоит из пери-конденсированных ароматических

рода и 5 алифатических атомов углерода, в то вре-

соединений. Ароматический кластер состоят при-

мя как карбонильных атомов углерода в DCTP не

близительно из четырех колец, при этом имеется

было обнаружено вообще. Этот факт свидетель-

несколько боковых метильных цепей, связанных с

ствует о том, что DCTP в изобилии присутствовал

ароматическими структурами. Кислород в основ-

в ароматических структурах наряду с небольшим

ном существует в форме группы C_ar-O, а азот в

количеством алифатических частей. Основываясь

основном находится в пиррольном и пиридиновом

на результатах RICO каменноугольного пека DCTP,

кольце, в то время как сера находится в основном в

показано, что ароматические структуры в основном

форме ароматической серы.

Таблица 5. Карбоновые кислоты, обнаруженные при окислении DCTP методом RICO

Относительное содержание,

Пик

Время выдерживания

Исходный продукт

площадь, %

DCA

3.99

7.108

Янтарная кислота

2.38

8.075

2-Метилянтарная кислота

0.09

9.850

Пентандиовая кислота

0.78

14.517

Гександиовая кислота

0.74

TCA

0.16

17.033

3-Карбоксипентандиовая кислота

0.11

19.805

3-Карбоксигександиовая кислота

0.05

MSBCA

0.31

20.742

4-Метилфталевая кислота

0.11

27.325

5-Метилбензол-1,2,3-трикарбоновая кислота

0.20

BCA

95.24

17.900

Фталевая кислота

9.85

26.008

Бензол-1,2,3-трикарбоновая кислота

21.93

27.750

Бензол-1,2,5-трикарбоновая кислота

2.40

30.933

Бензол-1,2,4,5-тетракарбоновая кислота

19.16

31.758

Бензол-1,2,3,4-тетракарбоновая кислота

13.32

33.058

Бензол-1,2,3,5-тетракарбоновая кислота

1.35

38.000

Бензол пентакарбоновая кислота

13.38

41.292

Бензол гексакарбоновая кислота

13.85

NCCA

0.30

18.908

Пиридин-2,3-дикарбоновая кислота

0,30

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 1 2021

ZHILEI WANG и др.

БЛАГОДАРНОСТИ

Alcaniz-Monge J., Cazorla- Amoros D., Linares-Solano A.,

Oya A., Sakamoto A., Hosm K. Preparation of general

Работа проводилась при поддержке Объединен-

purpose carbon fibers from coal tar pitches with low

ного фонда NSFC-Shanxi по низкоуглеродистому

softening point // Carbon. 1997. V. 35. № 8. P. 1079-

углю (гранты № U1710102 и U1610223), Нацио-

1087.

нального фонда естественных наук Китая (грант

№ 21706172), ключевых научно-исследователь-

Wang Y.G., Wei X.Y., Xie R.L., Liu F.J., Li P., Zong Z.M.

Structural characterization of typical organic species

ских и опытно-конструкторских проектов про-

in juncheng No 15 antracid // Energy Fuels. 2015.

винции Шаньси (в области социального развития,

201903D321061), научно-технологического инно-

V. 29. № 2. P. 595-601.

вационного проекта высших учебных заведений

10.

Wang X.L., Shen J., Niu Y.X., Sheng Q.T., Liu G.,

провинции Шаньси (201802025).

Wang Y.G. Solvent extracting coal gasification tar residue

and the extracts characterization // J. Clean. Prod. 2016.

V. 133. P. 965-970.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

11.

Wang Y., Xiao N., Wang Z., Li H., Yu M., Tang Y., Qiu J.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

Rational design of high-performance sodium-ion battery

интересов, требующего раскрытия в данной статье.

anode by molecular engineering of coal tar pitch //

Chem. Eng. J. 2018. V. 342. P. 52-60.

12.

Wang S., Tang Y., Schobert H.H., Guo Y.N., Su Y. FTIR

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

and ¹³C NMR investigation of coal component of late

Zhilei Wang; ORCID - 0000-0002-0191-0343

permian coals from Southern China // Energy Fuels.

2011. V. 25. № 12. P. 5672-5677.

Yugao Wang; ORCID - 0000-0003-3473-1541

13.

Liu F.J., Wei X.Y., Xie R.L., Wang Y.G., Li W.T., Li Z.K.,

Zeshi Niu; ORCID - 0000-0002-8892-2944

Zong Z.M. Characterization of oxygen-containing species

Jun Shen; ORCID - 0000-0002-8928-5879

in methanolysis products of the extraction residue

Yanxia Niu; ORCID - 0000-0001-8411-2904

from xianfeng lignite with negative-ion electrospray

ionization fourier transform ion cyclotron resonance

Wei Zhao; ORCID - 0000-0002-5559-8957

mass spectrometry // Energy Fuels. 2014. V. 28. № 9.

P. 5596-5605.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

14.

Feng Y.H., Wang Y.G., Liu G., Shen J., Li R.F., Du J.K.,

Xu Q.B. Modification of coal-tar pitch with 10-undecenal

1. Granda M., Blanco C., Alvarez P., Patrick J.W.,

to reduce the content of environmental pollutants of

Menendez R. Chemicals from coal coking // Chem. Rev.

polycyclic aromatic hydrocarbons // J. Clean. Prod.

2014. V. 114. № 3. P. 1608-1636.

2018. V. 172. P. 2544-2552.

2. Gargiulo V., Apicella B., Alfè M., Russo C., Stanzione

15.

Pietrzak R., Wachowska H. The influence of oxidation

F., Tregrossi A., Ciajolo A. Structural characterization

with HNO₃ on the surface composition of high-sulphur

of large polycyclic aromatic hydrocarbons. Part 1: The

coals: XPS study // Fuel Process. Technol. 2006. V. 87.

case of coal tar pitch and naphthalene-derived pitch //

Energy Fuels. 2015. V. 29. № 9. P. 5714-5722.

№ 11. P. 1021-1029.

16.

Tong J., Han X., Wang S., Jiang X K. Evaluation of

3. Mora E., Blanco C., Prada V., Santamarıa R., Granda M.,

structural characteristics of huadian oil shale kerogen

Menendez R. A study of pitch-based precursors for

general purpose carbon fibres // Carbon. 2002. V. 40. №

using direct techniques (Solid-State ¹³C NMR, XPS,

14. P. 2719-2725.

FT-IR and XRD) // Energy Fuels. 2011. V. 25. № 9.

4. Zhao Z., Cannon F.S., Nieto-Delgado C., Pena L. Lignin/

P. 4006-4013.

collagen hybrid biomaterials as binder substitute for

17.

Wang Y.L., Chen X.H., Ding M.J., Li J.Z. Oxidation

specialty graphites and electrodes // Carbon. 2016.

of coal pitch by H₂O₂ under mild conditions // Energy

V. 108. P. 303-317.

Fuels. 2018. V. 32. № 1. P. 796-800.

5. Zambrzycki M., Tomala J., Fraczek-Szczypta A. Electrical

18.

Gong G.Z., Wei X.Y., Zong Z.M. Separation and analysis

and Mechanical Properties Of Granular-Fibrous Carbon-

of the degradation products of two coals in aqueous

Carbon Composites With Recycled Carbon Fibres //

naocl solution // J. Fuel Chem. Technol. 2012. V. 40. №

Ceram. Int. 2018. V. 44. № 16. P. 19282-19289.

1. P. 1-7.

6. Panaitescu C., Predeanu G. Microstructural charac-

19.

Mojelsky T.W., Ignasiak T.M., Frakman Z., McIntyre D.D.,

teristics of toluene and quinoline-insolubles from coal-

Lown E.M., Montgomery D.S., Strausz O.P. Structural

tar pitch and their cokes // Int. J. Coal Geol. 2007. V. 71.

features of alberta oil sand bitumen and heavy oil

№ 4. P. 448-454.

asphaltenes // Energy Fuels. 1992. V. 6. № 1. P. 83-96.

7. Alcaniz-Monge J., Cazorla-Amoros D., Linares-Solano A.

20.

Huang Y.G., Zong Z.M., Yao Z.S., Zheng Y.X., Mou J.,

Characterisation of coal tar pitches by thermal analysis,

Liu G.F., Zhao W. Ruthenium ion-catalyzed oxidation

infrared spectroscopy and solvent fractionation // Fuel.

of shenfu coal and its residues // Energy Fuels. 2008.

2001. V. 80. № 1. P. 41-48.

V. 22. № 3. P. 1799-1806.

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 1 2021

СТРУКТУРНАЯ ОЦЕНКА КАМЕННОУГОЛЬНОГО ПЕКА

21. Li Z.K., Wei X.Y., Yan H.L., Zong Z.M. Insight into the

27. Lu L., Sahajwalla V., Kong C., Harris D. Quantitative

structural features of zhaotong lignite using multiple

X-ray diffraction analysis and its application to various

techniques // Fuel. 2015. V. 153. P. 176-182.

coals // Carbon. 2001. V. 39. № 12. P. 1821-1833.

22. Petrova B., Budinova T., Petrov N., Yardim M.F., Ekinci E.,

28. Zhu J.L., Fan X., Wei X.Y., Wang S.Z., Zhu T.G.,

Razvigorova M. Effect of different oxidation treatments

Zhou C.C., You C.Y. Molecular characterization of

on the chemical structure and properties of commercial

heteroatomic compounds in a high-temperature coal tar

coal tar pitch // Carbon. 2005. V. 43. № 2. P. 261-267.

23. Machnikowski J., Kaczmarska H., Gerus-Piasecka I.,

using three mass spectrometers // Fuel Process. Technol.

Dıez M.A., Alvarez R., Garcıa R. Structural modification

2015. V. 138. P. 65-73.

of coal-tar pitch fractions during mild oxidation—

29. Zander M. Aspects of coal tar chemistry: a review //

relevance to carbonization behavior // Carbon. 2002. V.

Polycycl. Aromat. Compd. 1995. V. 7. № 4. P. 209-221.

40. № 11. P. 1937-1947.

30. Liu F.J., Wei X.Y., Gui J., Li P., Wang Y.G., Li W.T.,

24. Takagi H., Maruyama K., Yoshizawa N., Yamada Y., Sato Y.

Zhao Y.P. Characterization of organonitrogen species in

XRD Analysis of carbon stacking structure in coal during

heat treatment // Fuel. 2004. V. 83. № 17-18. P. 2427-

xianfeng lignite by sequential extraction and ruthenium

2433

ion-catalyzed oxidation // Fuel Process. Technol. 2014.

25. Wang Y.G., Wei X.Y., Wang S.K., Li Z.K., Li P., Liu F.J.,

V. 126. P. 199-206.

Zong Z.M. Structural evaluation of xiaolongtan lignite

31. Lv J.H., Wei X.Y., Qing Y., Wang Y.H., Wen Z., Zhu Y.,

by direct characterization and pyrolytic analysis // Fuel

Zong Z.M. Insight into the structural features of

Process. Technol. 2016. V. 144. P. 248-254.

macromolecular aromatic species in huolinguole lignite

26. Solum M.S., Pugmire R.J., Grant D.M. Carbon-13 solid-

state NMR of argonne-premium coals // Energy Fuels.

through ruthenium ion-catalyzed oxidation // Fuel. 2014.

1989. V. 3. № 2. P. 187-193.

V. 128. P. 231-239.

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 1 2021