和豐次煙煤逐級萃取物和萃余物官能團組成FT-IR分析

王 越，馬亞亞，莫文龍,*，龔文濤，馬鳳云，魏賢勇,2,*，樊 星,3，張書培

（1.新疆大學 化工學院 煤炭清潔轉化與化工過程新疆維吾爾自治區重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830046；2.中國礦業大學 煤炭加工與高效利用教育部重點實驗室，江蘇 徐州 221116；3.山東科技大學 化學與生物工程學院，山東 青島 266590；4.宜化集團新疆宜化化工有限公司，新疆 昌吉 831700）

煤結構研究是煤加工利用和潔凈轉化的基礎和核心。煤是由三維大分子網絡結構和鑲嵌或分散于其中的小分子構成的復雜有機混合物，結構和組成復雜[1?6]。溶劑萃取不僅可從煤中獲取高附加值化學品，而且是探究煤有機質結構和組成的重要技術之一[7,8]。溶劑萃取對煤中共價鍵不會造成大規模破壞，萃取溶劑首先滲入煤的三維網絡結構，削弱交聯網絡分子間力，然后與小分子可溶物締合形成溶液，從煤微孔結構中擴散出來[9,10]。一般來說，在較溫和條件下萃取所得產物可以比較真實地從分子水平上反映出煤的結構。煤的溶劑萃取性能受煤質特性、萃取條件、溶劑類型等影響。

溶劑的極性和供電性影響煤的萃取性能。煤在極性溶劑中的萃取率比其在非極性溶劑中的萃取率有較明顯的增加[11]。煤的溶劑萃取按照溶劑種類可以分為單一溶劑萃取和多種溶劑混合萃取。單一溶劑主要包括醇類、酮類、烷烴類、苯及其同系物、四氫呋喃、二硫化碳，萃取效果因煤種不同而異。按照萃取次數可以分為單級萃取和分級萃取，分級萃取利用不同的溶劑對分子間作用力破壞能力的差異，通過每一級加入不同的溶劑，破壞不同類型的分子間作用力，溶解不同類型作用力的分子。Ding 等[12]用CS2、苯、甲醇、丙酮和四氫呋喃在超聲條件下對勝利褐煤進行分級萃取，累積萃取率僅為 2.86%，發現只有少量游離的有機物被困于煤大分子網絡。Li 等[13]用石油醚、環己烷、甲醇、丙酮、二硫化碳（CDS）以及等體積二硫化碳和丙酮混合物（ICDSAM）作為溶劑，對神木-府谷次煙煤液化殘渣進行分級萃取，總萃取率為69.06%，殘渣中含有大量的多取代烷基芳烴和氫芳烴。

不同萃取方式可以作為輔助手段以改變煤的可溶組分在溶劑中的溶解性，最大限度地提高煤的萃取率并獲得盡可能多的結構信息。常見的萃取方式有索氏抽提、微波輻射和超聲輻射萃取法。其中，超聲輻射能夠提高煤的萃取率[14,15]，因為這種方法暴露了更多的煤表面，或者可以改善溶劑從煤中提取最大有機物的行為，從而改善了相互作用。煤中的一些分子間鍵合，如H 鍵合、范德華力、電荷轉移相互作用或π?π 相互作用，也可能被超聲或微波處理等所破壞。

對萃取產物的結構分析，主要通過FT-IR、GC/MS、HPLC/MS 等手段來測定其組成、結構、分子量、芳環縮合程度、H/C 比和O/C 比等參數，通過這些數據可分析萃取物的組成、結構及性質以及與煤主體結構的關系[16?18]。王曉華等[19]通過GC/MS 對平朔煤的七級萃取物進行分析，結果表明，分級萃取能夠有效地粗分離平朔煤中的有機質組分，正己烷萃取物主要檢測到長鏈烷烴，甲醇萃取物主要是含氮和氧的組分。Li 等[20]采用FTIR 方法，發現惰質組中的氫鍵熱穩定性優于鏡質組；與原煤相比，提取殘渣的脂肪族氫強度較低[21]。余坤坤等采用FT-IR 方法分析了不同煤巖成分煤萃取后的化學組成變化特征，發現四氫呋喃對與氫鍵締合的?OH、?NH、酚類等官能團及脂肪烴溶解性最好，CS2溶劑萃取后，煤中的富氧程度降低最為明顯[22]。

Wang 等[23]對皮里青煤進行了超聲萃取并分析了萃取前后煤樣的結構變化，張祥成等[24]采用五級逐級萃取方式對酸洗后的和豐煤進行處理，并深入分析了酸洗前后煤樣的結構變化，但并未對萃取物及萃余物進行細致分析。本文采用五級超聲萃取，將酸洗后的新疆和豐次煙煤中有機質有效溶出，利用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）分析萃取物和萃余物的官能團組成與分布，從而深入認識和豐煤可溶有機質和難溶組分的結構特征。

1 實驗部分

選用新疆塔城地區和豐次煙煤。將煤樣研磨，過200 目篩，于鼓風干燥箱中105℃下干燥12 h后進行酸洗處理，以脫除煤中礦物質，避免礦物質對煤樣紅外吸收的影響。首先稱取60 g 原煤樣置于1000 mL 燒杯，加入100 mL 濃鹽酸進行第一次酸洗，攪拌4 h，靜置2 h，移去上層液體，然后用去離子水多次洗滌下層煤樣，直至濾液接近無色。再次加入100 mL 質量分數為15%的氫氟酸進行第二次酸洗，過程同上；干燥后得到實驗所用的酸洗煤樣（HFAC），煤樣的工業分析和元素分析數據見表1。

表1 煤樣的工業分析和元素分析Table 1 Proximate and ultimate analyses of the coal samples

稱取24 g 煤樣（HFAC）于1000 mL 燒杯中，加入 300 mL 溶劑，攪拌均勻，在室溫下置于超聲波發生器中進行萃取。超聲波發生器頻率為100 kHz，功率為210 W，萃取時間為4 h。萃取結束后，真空抽濾，萃取液移至旋轉蒸發儀蒸發濃縮，干燥至恒重。按照上述過程對HFAC依次進行石油醚（PE）、二硫化碳（CS2）、甲醇（MA）、丙酮（AC）和丙酮/二硫化碳（AC/CS2）超聲五級萃取，每級萃取物和萃余物分別記為Ei和Ri（i=1、2、3、4、5）（圖1）。

圖1 HFAC 樣品的五級萃取流程圖Figure 1 Sequential extraction process of sample HFAC

采用EQUINOX-55 型紅外光譜儀分析樣品的官能團結構，將樣品與KBr 粉末充分混合，通過模具將樣品壓制成0.1?1.0 mm 厚的透明薄片。將薄片固定在紅外光譜儀的樣品室內進行測試。儀器的分辨率為0.4 cm?1，400?4000 cm?1掃描，掃描速率為32 次/min。

2 結果與討論

2.1 五級萃取物的紅外光譜分析

HFAC煤樣五級萃取物在3400 cm?1處均有吸收峰出現，此處為締合羥基的吸收峰，表明萃取物中含有羥基物質；五種萃取物在2920、2845、1467 及1373 cm?1都有吸收峰，并且前兩級萃取物E1和E2的吸收峰強度大于其他三級萃取物，表明前兩級萃取物含有較多的脂肪烴類結構（圖2）。萃取物在1600 cm?1左右的吸收峰為C=O 的伸縮振動，除石油醚萃取物E1在此處沒有吸收峰產生，其余四級萃取物均有該峰出現。同時，?OH 與此處的C=O 官能團易結合生成?COOH 官能團[25,26]。因此，除石油醚萃取物E1外，其余四級萃取物中均有羧酸類物質存在。

圖2 煤樣(HFAC)五級萃取物的紅外光譜譜圖Figure 2 FT-IR spectrogram of extracts from HFAC coal

由于煤結構的復雜性和不均一性，難以直接從紅外光譜上獲得如肩峰和重疊峰對應的官能團信息。因此，很難進一步獲得有關樣品的結構信息。本文通過對樣品紅外譜圖進行Peakfit 分峰擬合，以進一步探究分級萃取所得各級萃取物的結構特征。具體操作是將整個譜圖分為四部分進行擬合：700?900 cm?1的芳香結構，1000?1800 cm?1的含氧官能團和苯環的C=C 鍵，2800?3000 cm?1的脂肪氫以及3100?3600 cm?1的羥基結構[27,28]。

2.2 五級萃取物的紅外光譜分峰擬合

2.2.1 芳香結構

圖3 給出了萃取物在700?900 cm?1的譜峰擬合曲線，分峰擬合參數見表2。此分段處的吸收峰為芳香化合物的特征吸收峰，代表了苯環上H 原子的取代情況，可以判斷芳香氫在苯環上的取代方式和芳香環的縮聚程度。苯環取代方式可以反映出芳香結構的側鏈情況，取代越多說明側鏈越多。從表2 可以看出，E1和E3主要以苯環三取代為主，E2和E4以苯環四取代為主，E5以苯環四取代和苯環二取代為主。說明E2和E4中芳香結構單元的側鏈最多，E1和E3中芳香結構單元的側鏈最少，即在萃取過程中CS2和丙酮比石油醚和甲醇溶解了更大比例的含脂肪側鏈的芳香結構。

圖3 700?900 cm?1 段萃取物的紅外分峰譜圖Figure 3 FT-IR curve-fitting results of the extracts (700?900 cm?1)

表2 五種樣品紅外光譜分峰擬合各吸收峰面積比例Table 2 Parameters of FT-IR spectrum for five samples by curve-fitting

2.2.2 含氧官能團的紅外光譜分峰擬合分析

圖4 給出了萃取物在1000?1800 cm?1的譜峰擬合曲線。由結合表2 可知，E1中主要以脂肪鏈末端?CH3的對稱彎曲振動和?CH3、?CH2的不對稱變形振動為主，其總面積之和占48.32%，說明石油醚溶劑主要是將煤樣中易于解離的側鏈脂肪鍵斷裂。E2中主要以羧酸的C=O 伸縮振動和CH3、CH2的不對稱變形振動為主。E3中主要以脂類、酚類的C?O 伸縮振動和對稱形變?CH3為主，說明第三級萃取主要萃取出了酸洗煤中的脂類和酚類化合物。E4和E5中均以C=O 為主。E2、E3、E4和E5中共軛C=O 占比均明顯大于E1，說明除E1外其余四級萃取物中的含羧基類物質均多于E1。

圖4 1000?1800 cm?1 段萃取物的紅外分峰譜圖Figure 4 FT-IR curve-fitting results of extracts (1000?1800 cm?1)

2.2.3 脂肪結構

圖5 給出了萃取物在2800?3000 cm?1的譜峰擬合曲線，該段的譜峰歸屬于脂肪烴CHx的伸縮振動。結合表2 可知，2850 和2920 cm?1分別歸屬于對稱與不對稱的?CH2伸縮振動，圖中這兩個峰都比較明顯。除甲醇萃取物E3外，其他萃取物均以對稱與不對稱的?CH2伸縮振動為主，E3主要以脂肪族?CH3和不對稱的CH2為主。隨著萃取次數增加，?CH 所占比例逐漸下降。

圖5 2800?3000 cm?1 段萃取物的紅外分峰譜圖Figure 5 FT-IR curve-fitting results of extracts (2800?3000 cm?1)

2.2.4 羥基官能團

圖6 給出了萃取物在3100?3600 cm?1的譜峰擬合曲線。由圖6 可知，此波段中3410 cm?1附近的峰均較為明顯，歸屬于自締合的羥基氫鍵。結合表2，E1和E3主要以自締合羥基氫為主，E2和E5主要以自締合羥基氫鍵和羥基醚氫鍵為主，E4以自締合羥基氫鍵和羥基π 鍵為主。

圖6 3100?3600 cm?1 段萃取物的紅外分峰譜圖Figure 6 FT-IR curve-fitting results of extracts (3100?3600 cm?1)

2.2.5 五級萃取物的結構參數分析

為了更清楚地分析萃取物的結構性質，根據FT-IR 分峰擬合結果，選擇以下幾個紅外結構參數來表征煤樣五級萃取物的結構變化。

芳香環縮合程度DOC，900?700 cm?1為多種取代芳烴的面外變形振動帶，與代表芳香C=C 振動帶的1600 cm?1相比[29]，如式(1)。

脂肪族結構參數A(CH2)/A(CH3)可以用來表征樣品中脂肪鏈長程度及支鏈化程度[30]，公式(2)。

DOC 可表征芳環的縮合程度，此值越大，說明芳環縮合程度越高，即環數越多。對比表3 中五級萃取物的DOC 可以發現最小的為AC/CS2萃取物E5，石油醚萃取物E1與甲醇萃取物E3的DOC是較大的，這表明E1的縮合程最高，含有較多芳環數大的芳烴，其次為E3，而E5中含有的芳烴芳環數最小。由表3 可知，五級萃取物中E4的A(CH2)/A(CH3)值最大，說明丙酮萃取物E4中芳烴側鏈或芳環間橋鍵等脂肪族結構的直鏈鏈長、支鏈少。

表3 五級萃取物的結構參數Table 3 Structural parameters of five samples derived from the FT-IR spectrum

2.3 煤樣及其五級萃余物的紅外光譜分析

圖7 給出了煤樣HFAC及其五級萃余物的紅外光譜譜圖。由圖7 可知，煤樣及其五級萃余物的特征峰位置均相同，僅特征峰強度有一定差異，這說明煤樣及其五級萃余物所含官能團種類相同。進一步說明，超聲萃取是一個物理溶脹-溶解過程，并沒有破壞煤樣的主體結構。由圖7 可知，與原煤相比，各萃余煤在3400 cm?1左右的吸收峰均減弱，說明煤中的氫鍵作用被破壞，且部分含羥基的化合物被萃取出來。同時發現，五級萃余物均在3432 和1600 cm?1附近有較強的吸收峰，分別歸屬于?OH 官能團和C=O 官能團。由此表明，煤樣五級萃余物中均含有較多醇類、酸類、醛類、酮類和酯類物質。

圖7 煤樣(HFAC)及其五級萃余物的紅外光譜譜圖Figure 7 FT-IR spectrogram of HFAC and residues from HFAC

此外，煤樣五級萃余物在740 cm?1處的特征峰強度較酸洗煤樣明顯降低，且在811 cm?1處也出現了微弱的吸收峰，上述兩處均為苯環取代特征峰，這些特征峰的強度反應了芳香核縮聚的程度。

2.4 煤樣及其五級萃余物的紅外光譜分峰擬合

2.4.1 芳香結構

圖8 給出了各樣品在700?900 cm?1紅外光譜峰擬合曲線，表4 給出了各樣品的官能團相對含量。860?900 cm?1段歸屬于苯環五取代，即苯環上有一個氫原子，酸洗煤中苯環五取代相對含量最低，為5.41%，而在煤樣五級萃余物R3中苯環五取代相對含量最高，達到21.66%。810?860 cm?1段歸屬于苯環四取代，即苯環上有兩個氫原子。酸洗煤中苯環四取代相對含量僅為11.52%，而煤樣五級萃余物苯環四取代相對含量較高，其中，第四級萃余物R4相對含量稍低為38.78%。750?810 cm?1段歸屬于苯環三取代，即苯環上有三個氫原子。酸洗煤樣和煤樣五級萃余物中該取代方式所占比例相差較大為8%?19%。

圖8 700?900 cm?1 段萃余物的紅外分峰譜圖Figure 8 FT-IR curve-fitting results of the extraction residue (700?900 cm?1)

720?750 cm?1段歸屬于苯環二取代，即苯環上有四個氫原子，酸洗煤樣該取代方式占64.34%，煤樣五級萃余物中該取代方式占比較低，一級萃余物R1占比為18.27%，明顯小于酸洗煤樣。

由以上數據可以看出，酸洗煤樣經過萃取后，煤中的芳香結構相對含量變化明顯，酸洗煤樣中苯環二取代占主導地位，而萃取處理后苯環四取代所占比例上升。進一步說明苯環上的氫原子易被其他的原子或原子團所取代，說明在萃取過程中，芳環類化合物可能發生了取代反應，產生結構變化。

2.4.2 含氧官能團

煤中含氧官能團主要包括四類：羧基、羰基、羥基和醚氧鍵。圖9 給出了萃余物在1000?1800 cm?1段的譜峰擬合曲線，分峰擬合參數見表4。1035 cm?1附近的吸收峰歸屬于烷基醚，酸洗煤樣中該官能團占比為3.62%，萃取后，萃余物中該官能團的含量均下降，其中，第三級萃余物R3中該基團的相對含量僅為2.99%，說明經萃取處理后，萃余物中的烷基醚發生了化學變化，可能生成了酚類物質。

圖9 1000?1800 cm?1 段萃余物的紅外分峰譜圖Figure 9 FT-IR curve-fitting results of the extracts residues (1000?1800 cm?1)

1100 cm?1附近的峰歸屬于芳基醚，酸洗煤樣占15.69%，五級萃余物占比下降，其中，第四級萃余物含量最少為6.39%。1165 cm?1附近歸屬于酚羥基的C?O 伸縮振動，酸洗煤樣占10.64%，五級萃余物所占比例分別為8.93%、9.48%、8.71%、8.43%和8.42%，萃取前后該部分官能團含量變化不大。1269?1380 cm?1附近的峰主要歸屬于脂肪鏈末端?CH3的對稱彎曲振動，酸洗煤樣占17.31%，五級萃余物所占比例均未見明顯變化。1436 cm?1附近的峰主要歸屬于CH3和CH2的不對稱變形振動，酸洗煤樣中的含量為12.18%，五級萃余物中的含量均有明顯增加，分別為14.95%、14.89%、15.64%、15.12%和14.14%。1500 cm?1附近的峰歸屬于芳烴的C=C 振動，酸洗煤樣占6.54%，煤樣五級萃余物中除第三級萃余物R3（7.48%）和第四級萃余物R4（6.40%）外，其余三種萃余物中的含量均增加。1600 cm?1附近的峰歸屬于共軛C=O 伸縮振動，酸洗煤樣占19.67%，五級萃余物中該峰的含量分別為23.57%、22.66%、23.98%、21.41%以及22.85%，即萃取處理后該官能團占比明顯上升。1710 cm?1附近的峰歸屬于羧酸的C=O 伸縮振動，酸洗煤樣占15.94%，五級萃余物中隨著萃取級數增加，該官能團的含量也逐漸增加。

2.4.3 脂肪結構

煤中脂肪類物質在紅外光譜譜圖上見于2800?3000 cm?1段，圖10 給出了萃余物在2800?3000 cm?1的譜峰擬合曲線。由圖10 可知，在此波段都有兩個明顯的?CH2峰，位于2850 和2920 cm?1附近，分別歸屬于對稱與不對稱的?CH2伸縮振動，這兩個峰分別占比24%和35%以上。2890 cm?1附近歸屬于?CH 伸縮振動吸收峰。2950 cm?1附近歸屬于不對稱的?CH3伸縮振動吸收峰。結合圖10 和表4可知，酸洗煤樣中的脂肪類?CH3和?CH 占比分別為19.06%和24.95%，而經過萃取后的五級萃余物中兩者所占比例均有所下降，可能是萃取處理破壞了脂肪烴端部?CH3和長鏈脂肪烴的中部?CH，進而導致?CH2占比相對增加。

圖10 2800?3000 cm?1 段萃余物的紅外分峰譜圖Figure 10 FT-IR curve-fitting results of the extraction residue (2800?3000 cm?1)

2.4.4 羥基官能團

羥基在煤中的存在形式主要有六種，分別為3150 cm?1附近的羥基N 氫鍵、3200 cm?1附近的呈環狀緊密締合的羥基環氫鍵、3300 cm?1附近的羥基醚氫鍵、3410 cm?1附近的自締合的羥基氫鍵、3516 cm?1附近的羥基π 氫鍵、3611 cm?1附近的自由羥基。

圖11 給出了萃余物在3100?3600 cm?1特征峰擬合曲線。由圖11 可知，在此區間內紅外吸收峰的位置基本相同，說明萃取處理未改變酸洗煤中基本官能團的種類。六種樣品均以自締合羥基π 氫鍵相對含量最大，樣品中羥基以羥基多聚體為主，這種多聚體是煤結構中締合結構的具體表現。結合表4 可以得到，在酸洗煤樣中，羥基存在形式主要為羥基π 氫鍵和自締合羥基氫鍵，其中，自締合羥基氫鍵占比最高，為36.26%。相較于酸洗煤樣，五級萃余物中的羥基醚氫鍵，除第四級萃余物R4增加外，其他萃余物中羥基醚氫鍵含量占比變化不大；第四級萃余物R4中羥基π 氫鍵含量所占比例下降明顯。即經過五級萃取處理后，萃余物R1、R2、R3和R5中的羥基主要以羥基π 氫鍵和自締合羥基氫鍵為主，而第四級萃余物R4中的羥基主要以自締合羥基氫鍵和羥基醚氫鍵為主。

圖11 3100?3600 cm?1 段萃余物的紅外分峰譜圖Figure 11 FT-IR curve-fitting results of the extraction residue (3100?3600 cm?1)

2.4.5 煤樣及其五級萃余物的結構參數分析

除上文中提到的兩種結構參數外，另選擇兩種結構參數來進一步表征酸洗煤及萃余物的結構特征。

芳香度I，對比樣品中芳香碳和脂肪碳的相對含量，作為判別樣品芳香性的依據，700?900 cm?1代表芳香結構的吸收帶，而2800?3000 cm?1代表脂肪族結構CHx的伸縮振動，如式(3)。

含氧官能團結構參數′C′是煤成熟度的的指標，代表含氧的C=O 對于C=C 伸縮官能團的變化。如式(4)。

表5 為根據公式(1)?(4)計算得出的酸洗煤及五級萃余物的結構參數。通過對比酸洗煤樣及五級萃余物的I 值可以發現，五級萃余物的芳香度均大于酸洗煤，其中第五級萃余物的I 值最大，主要是由于R5中較多的脂肪結構被萃取出去，第四級萃余物的I 值與酸洗煤接近，說明第四級萃取出的芳香結構與酸洗煤相當。

DOC 是C?H 與C=C 的比值，DOC 值越大，代表芳環縮合度越大，由表5 可知酸洗煤和五級萃余物的DOC 值為0.09?0.14，隨著萃取級數增加，DOC 呈現上升的趨勢，說明各樣品的煤化程度逐漸加深，芳環縮合程度也逐漸增大。

表5 酸洗煤及五級萃余物的結構參數Table 5 Structural parameters of six samples derived from the FT-IR spectrum

A(CH2)/A(CH3)可以描述脂肪族結構的變化，由表5 可以發現，第四級萃余物的A(CH2)/A(CH3)值比酸洗煤及另外幾種萃余物低，是由于丙酮萃取時，更多的?CH2脫落，導致直鏈變短，與上述E4的結論吻合。

′C′主要用來描述C=O 基團的變化，C=O 基團的主要形式是羰基、醛基和羧基，酸洗煤萃取前后含氧官能團′C′的變化不大，只有第四級萃余物R4的值大于酸洗煤樣，表明R4中羰基、醛基和羧基的含量比酸洗煤多。

2.5 萃取對和豐次煙煤組成特征影響的綜合分析

結合萃取物及萃余物的紅外譜圖分析，每種溶劑均針對煤中的不同結構。從圖2 中可以明顯看出，石油醚和CS2萃取物E1、E2中的脂肪族化合物含量較多，相對應的（圖7），與HFAC相比，萃余物R1、R2中此部分所占比例下降，另外丙酮/二硫化碳的萃取物E5中此部分的峰也較強，R5中脂肪族化合物所占含量很小，說明經過五級萃取后脂肪族化合物大量溶出[31]，甲醇萃取物E3中含有較多的?OH，可能與?COOH 結合生成脂類化合物[25]，丙酮/二硫化碳萃取物E5中1000?1200 cm?1處峰面積較大，說明E5中含有醇類物質[32]。相較于HFAC，R5中各部分峰強度都明顯降低，說明經過五級萃取后各類化合物都能被不同程度溶出。

3 結 論

本文對新疆和豐酸洗煤樣進行了常溫五級萃取，通過對酸洗煤樣（HFAC）、五級萃取物及五級萃余物進行紅外光譜分析，探究了五級萃取對煤樣結構特征的影響。

除石油醚萃取物E1外，其余四級萃取物中均有羧酸類物質產生，并且前兩級萃取物中主要是脂肪族和烷烴類物質。

五級萃取物中的羥基氫鍵均以自締合羥基氫鍵為主；在脂肪類結構中，除第三級萃取物E3以脂肪族?CH3和不對稱的CH2伸縮振動為主，其余幾級萃取物均以對稱與不對稱的CH2伸縮振動為主；E1中主要以脂肪鏈末端CH3的對稱彎曲振動和CH3、CH2的不對稱變形振動為主，說明石油醚溶劑主要是將煤樣中易于解離的脂肪鍵斷裂。

由紅外結構參數分析可知，E1和E3有較高的芳環縮合程度，E4的脂肪族結構直鏈長、支鏈少。

各級萃余物所含官能團種類相同，煤樣主體結構未發生改變。其中，萃取對芳香結構和羥基氫鍵影響較大，酸洗煤樣主要以苯環二取代為主，而萃余物主要以苯環四取代為主。

經過萃取后，酸洗煤樣中羥基氫鍵結構從以羥基醚氫鍵為主轉變為自締合羥基氫鍵為主。與酸洗煤相比，第四級萃余物R4的直鏈較短，第五級萃余物R5有較高的芳香度及芳環縮合度。