1 辽宁科技大学 化学工程学院， 辽宁 鞍山 114051
2 河北工业职业技术大学， 河北 石家庄 050091
以海拉尔褐煤热解萃取物为碳源，HNO3为氮源，通过一步水热法合成了氮掺杂煤基碳量子点（N?CQDs），将N?CQDs作为荧光探针，通过荧光猝灭法可选择性识别环境水中的Cr（Ⅵ）。利用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、荧光分光光度计等手段对N?CQDs的形貌、结构、组成和光学性质进行表征。结果表明，该N?CQDs在水中具有良好的分散性，平均粒径为2.01 nm，表面含有丰富的羟基、羧基、环氧基和硝基等含氧、含氮官能团。N?CQD的量子产率（QY）为1.36%，在340 nm激发光照射下发出黄绿色荧光（556 nm），且发射波长不依赖于激发波长（280～440 nm）。N?CQDs的pH值在4～11之间、低氯化钠浓度及长时间存放情况下，仍表现出优异的光学稳定性。分析多种阴离子对其荧光强度的猝灭影响，当Cr（Ⅵ）在0～200 μmol/L时，N?CQD荧光强度（F0/F）与Cr（Ⅵ）浓度呈现良好的线性关系，检测限为0.56 μmol/L，实际水样的检测结果与ICP?OES检测结果一致。
碳量子点 Cr（VI） 离子检测 carbon quantum dots Cr（Ⅵ） ion detection
1 辽宁科技大学化学工程学院, 辽宁 鞍山 114051
2 宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室, 宁夏 银川 750021
低阶煤的热解萃取处理是低阶煤高附加值利用的有效方法之一, 开展低阶煤热萃取物的热解特性研究, 对低阶煤清洁、 高效转化具有重要意义。 采用热重分析与红外光谱联用(TG-FTIR)技术, 结合分峰拟合数学方法, 开展褐煤热萃取物(CPW)热解过程活化能与热解逸出气分子结构参数的关联性探索。 以CPW为研究对象, 采用非等温动力学方法开展热解动力学研究, 运用无模式函数法(Flynn-Wall-Ozawa法和Kissinger-Akahira-Sunose法)计算CPW不同转化率(α)下的活化能(Ea), 得到热解过程(0.20≤α≤0.80)的活化能介于94.04和177.40 kJ·mol-1范围之内, 平均活化能为130.01 kJ·mol-1, Ea的大小随转化率提高而增加; 采用PeakFit软件对不同α下热解逸出气红外光谱的四个区域(700~900, 1 100~1 800, 2 800~3 000和3 000~3 100 cm-1)进行分峰拟合, 获得CPW热解逸出气分子中官能团信息和各官能团相对含量, 引入六种结构参数(I1~I6)用来描述逸出气的分子结构, 探索CPW在转化率为0.20≤α≤0.80范围内的热解活化能与各结构参数之间的关联性。 研究结果表明: CPW各热解阶段的活化能与相应的I1(支链化程度)、 I2(含氧量)、 I3(芳香性指数)、 I4(芳环五元取代)、 I5(三、 四元取代)及I6(二元取代)等六种分子结构参数密切相关, 且热解活化能与I1, I3和I6三种参数呈现良好的线性关系(拟合后R2分别为0.903 4, 0.744 7和0.803 1); 对同一转化率下热解活化能Ea与逸出气的六种分子结构参数整体进行线性回归分析, 得到结构参数模型为Ea=124.91-88.75I1-318.84I2-19.19I3+40.29I4-14.28I5+1 272.33I6(R2高达0.999 9)。 基于热重红外联用技术, 剖析CPW的热解Ea与热解逸出气官能团变化规律, 深入了解CPW在热解过程中的演变规律, 有助于明晰CPW的热解过程和热转化行为, 为褐煤的高附加值利用提供一定理论依据。
热解萃取 FTIR分峰拟合 分子结构参数 热解特性 Pyrolysis extraction FTIR peak fitting Molecular structure parameters Pyrolysis characteristics
