《褐煤氧化解聚及解聚产物利用》以褐煤这一重要碳质资源为对象，针对其直接作为能源物质利用时存在效率低、污染大等问题，综合考虑褐煤等低阶煤含有丰富的天然结构单元和含氧有机酸性组分等特点，论述了其作为非能源物质高效利用的两条路径。一条路径是以褐煤或其氧化解聚物为有机配体，直接构建金属有机复合催化剂，分别构建了锆基加氢催化剂、铜基氧化催化剂和铁基光催化剂，各催化剂对相应反应均表现出优异的活性；另一条路径是利用一些金属离子能与褐煤氧化解聚物中不同类型有机酸组分选择性配位的特点，利用金属离子的介导作用从褐煤氧化解聚物中分离提取高值有机酸。本书同时还介绍了氧化解聚前的预处理和煤阶对解聚效率和解聚产物分布的影响，为其他煤种在两条新型非能源利用途径中的应用提供了参考。
本书对于拓展褐煤高值化利用途径具有一定指导意义，兼具学术价值和潜在应用价值，可供煤化工领域的科研人员参考。

第1章褐煤解聚利用概述 001
1.1褐煤非能源利用的意义 003
1.2褐煤非能源利用的方式 004
1.3褐煤解聚研究进展 005
1.3.1低温萃取 005
1.3.2高温热溶解 007
1.3.3微生物降解 008
1.3.4氧化解聚 008
1.4褐煤解聚产物利用研究进展 015
1.4.1解聚产物组成分析 015
1.4.2现有解聚产物利用途径 017
1.4.3解聚产物的高附加值 018
1.5褐煤解聚产物分离研究进展 019
1.5.1离心或过滤 019
1.5.2溶剂萃取 020
1.5.3柱层析(色谱)分离法 021
1.5.4低共熔溶剂法 022
1.5.5抗溶剂法 023
1.6褐煤及解聚物利用存在的问题与可能的方向 024
1.6.1褐煤与解聚物利用存在的问题 024
1.6.2褐煤及解聚物利用可能的方向 025

第2章褐煤原煤构建锆基催化剂 029
2.1褐煤原煤构建锆基催化剂的方法 033
2.1.1催化剂制备所需试剂及仪器 033
2.1.2催化剂制备 035
2.1.3催化剂表征 036
2.1.4转移加氢反应 038
2.1.5催化剂稳定性和异质性实验 039
2.2褐煤原煤构建锆基催化剂的研究结果 040
2.2.1催化剂筛选 040
2.2.2催化剂结构表征 041
2.2.3催化剂用量对活性的影响 044
2.2.4反应温度对催化剂活性的影响 045
2.2.5反应时间对催化剂活性的影响 045
2.2.6加氢催化剂性能对比 046
2.2.7催化剂稳定性 048
2.2.8底物普适性及煤种适用性 052
2.2.9催化机理分析 054
2.3小结 055

第3章褐煤解聚产物构建金属催化剂 057
3.1褐煤解聚产物构建金属催化剂的方法 060
3.1.1催化剂制备所需试剂及仪器 060
3.1.2褐煤钌离子催化氧化解聚 062
3.1.3锆基解聚产物催化剂制备及催化糠醛加氢反应 062
3.1.4其他金属基解聚产物催化剂制备及对相关反应的催化 063
3.1.5解聚产物中不同组分锆基和铜基催化剂制备 066
3.2褐煤解聚物构建锆基加氢催化剂 068
3.2.1催化剂筛选 068
3.2.2氧化解聚产物表征 069
3.2.3催化剂结构表征 069
3.2.4催化剂用量对活性的影响 071
3.2.5反应温度对催化剂活性的影响 072
3.2.6反应时间对催化剂活性的影响 073
3.2.7催化剂稳定性 074
3.2.8底物拓展 075
3.2.9解聚产物锆基催化剂与原煤锆基催化剂比较 076
3.3褐煤解聚物构建其他类型催化剂 077
3.3.1褐煤解聚物构建铜基氧化催化剂 077
3.3.2褐煤解聚物构建铁基光催化催化剂 087
3.4解聚物组分结构对催化剂性能的影响及解聚物利用率分析 091
3.4.1组分结构对催化剂性能的影响 092
3.4.2不同组分催化剂催化活性不同的原因 094
3.4.3解聚物组分利用率分析 095
3.5溶剂对催化剂性能的影响 097
3.6小结 099

第4章褐煤氧化解聚产物金属离子配位分离有机酸 101
4.1金属离子配位分离有机酸的方法 104
4.1.1分离路线构建所需试剂与设备 104
4.1.2解聚物模拟母液制备及分析方法建立 105
4.1.3解聚物真实母液制备 107
4.1.4分离操作步骤 110
4.2模拟母液体系分离 112
4.2.1金属离子种类对模拟母液分离的影响 112
4.2.2金属离子用量对模拟母液分离的影响 115
4.2.3配位反应温度对模拟母液分离的影响 118
4.2.4母液pH对模拟母液分离的影响 119
4.3真实母液体系分离 120
4.3.1金属离子种类对真实母液分离的影响 121
4.3.2其他条件对真实体系分离的影响 122
4.3.3分离中间体的结构表征 125
4.3.4金属离子回收利用 127
4.4小结 128

第5章预热解对褐煤RICO解聚的影响 131
5.1褐煤预热解处理及处理后RICO的方法 133
5.1.1预热解方式简介 133
5.1.2预热解煤样制备 136
5.1.3预热解煤样RICO解聚产物制备 137
5.1.4预热解煤样解聚产物分析 139
5.1.5预热解煤样结构表征方法 141
5.2预热解处理及RICO的效果 142
5.2.1不同预热解温度煤样RICO解聚性能分析 142
5.2.2不同预热解温度煤样微观结构分析 146
5.2.3不同预热解温度煤样RICO解聚性能与微观结构关系 153
5.2.4氧化处理对高温热解煤焦解聚性能的影响 157
5.3小结 161

第6章煤阶对煤RICO解聚的影响 163
6.1本章的研究方法 165
6.1.1本章所用试剂及仪器 165
6.1.2不同阶煤的样品制备 165
6.1.3不同煤阶煤样RICO解聚 166
6.1.4煤样解聚产物分析 166
6.1.5煤样结构表征方法 166
6.2煤阶对煤的RICO影响 166
6.2.1不同煤阶煤样RICO解聚性能分析 166
6.2.2不同煤阶煤样微观结构分析 171
6.2.3不同煤阶煤样RICO解聚性能与微观结构关联分析 180
6.3小结 187

结论 189

展望 195

附录 199
附录A模拟体系分离HPLC附图及附表 201
附录B真实体系分离HPLC附图及附表 214

参考文献 221

在人类追求可持续发展的征途中，能源与材料的创新利用始终是推动社会进步的重要力量。煤炭，作为地球上储量丰富的化石能源之一，其高效、清洁的转化利用技术一直是科学界与工业界关注的焦点。褐煤等低阶煤作为重要的碳资源，因为其低热值、高水分、高灰分以及热稳定性差、易风化等特点，主要用于就近燃烧发电，诸多因素限制了其高效洁净利用。但褐煤又含有丰富的天然结构单元，这使其作为非能源物质利用成为可能。探索褐煤高值化非能源转化利用新途径不仅对于提升煤炭资源的综合利用水平具有重要意义，也是实现能源结构调整、促进绿色低碳发展的重要一环，是褐煤利用领域发展的现实需求和必然选择。
本书针对褐煤及解聚产物的新型高值化利用进行论述。第1章重点围绕褐煤非能源利用方式、褐煤解聚利用、褐煤解聚产物利用与分离的研究进展及存在的主要问题等展开论述。第2、第3章分别论述了直接以褐煤为有机配体和以褐煤温和解聚产物为有机配体，构建金属褐煤、金属解聚产物催化剂的褐煤高值化利用途径；论述了此利用途径的科学基础、在生物质平台化合物转化中的应用效果以及该路线在褐煤以外的其他中低阶煤(炼焦煤和长焰煤)中的适用性；提出的用褐煤或褐煤解聚产物直接构建催化剂的利用思路对褐煤及其复杂的解聚产物的利用具有重要启示意义。第4章围绕褐煤解聚物分类及分离展开论述，提出了利用金属离子与有机酸的配位作用从解聚物中分离高值有机酸的新路线。该路线反应温度低(接近室温)，且以绿色介质水为溶剂，避免了有毒有机溶剂的使用，具有高效、分离选择性可调控和绿色环保的特性，因此该分离策略在褐煤资源的有效利用和清洁利用方面具有良好的应用前景。第5、第6章分别介绍了预热解温度及煤阶的不同对褐煤钌离子催化氧化制备苯羧酸的影响，为褐煤温和氧化解聚制备苯羧酸提供了基础数据，推动了褐煤清洁高值化利用的进程。
本书将传统资源利用与催化反应进行有序结合，以提高资源综合利用效率为目标，涵盖了本学科相关领域的主要方向，对该领域的发展趋势有一定的启示作用。书中涉及的实验数据充分，论述过程严谨，思路明确，综合运用了本学科知识解决科学问题，对低阶煤的高值化利用以及降低工业催化剂的原料来源成本具有重要作用。
本书由内蒙古工业大学化工学院郝建秀、周华从和刘全生编写。在本书编写过程中，研究生刘治民协助完成了第5章和第6章的数据处理和图形绘制工作，对本书的编写做出了很大贡献，在此表示感谢。本书编写过程中参考了国内外学者的文献，得到了内蒙古工业大学化工学院、研究生院及科学技术处的大力支持，在此一并致以衷心的感谢。
展望未来，随着全球能源结构的深刻变革和科技创新的加速推进，褐煤温和解聚与解聚产物利用领域将迎来更多的挑战与机遇。我们期待本书能够成为推动该领域发展的有益参考，激发更多学者与工程师的灵感，共同为构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系贡献力量。
最后，衷心感谢所有为本书付出辛勤努力的作者、审稿人以及出版社的工作人员。愿本书能够成为连接理论与实践的桥梁，为促进褐煤资源的高效利用与可持续发展做出积极贡献。

作者
2025年1月