《表3 煤样的N 1s XPS分析结果》

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《邯郸–峰峰矿区不同变质程度煤中有机氮的赋存形态》

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由图2和表3可知，研究区的中高煤阶煤中氮的赋存形态与泥炭、褐煤不同，泥炭中胺和酰胺是主要形态[7]，褐煤中质子化吡啶氮（一种季氮）的相对含量最高[5，7，10]。与低煤阶烟煤和低阶无烟煤相似，研究区煤中N-5的相对含量最高。虽然XPS谱图中N-5可能与吡咯氮、吡啶酮、胺和酰胺等多种形态氮有关，但是本研究中N-5分峰的来源氮只能是吡咯氮和吡啶酮，因为，褐煤化后胺和酰胺已从煤大分子结构中排出或转化为更为稳定的其他形态氮[7]。如图4a所示，N-5的相对含量随着煤阶的增高而降低，其机制可概括为：（1）吡咯氮和吡啶酮的热稳定性低于吡啶氮和N—C3，煤化作用进程中优先排出；（2）吡啶酮脱羟基后转化为吡啶氮[5，7，20-21]；（3）热力作用下，吡咯氮的N—H键断裂，五元环膨胀开环，吡咯氮再与另一个C原子结合，形成六元环氮[4]。