美阿尔贡实验室研制“人造煤”

【美国《化学和工程消息》周刊报道】题：科学家发明人造煤，用粘土催化剂蚀变木质素的方法可以了解和改变煤的结构
美国阿尔贡国家实验室的化学家用天然物质研制人造煤，获得了成功。
对天然的煤化作用最普遍持有的观点是，有机植物物质通过微生物转化为腐殖物质，然后这种腐殖物质又经过地热过程转化为褐煤、烟煤和无烟煤。
阿尔贡国家实验室调查研究煤结构小组负责人怀南斯说，这种观点虽然有吸引力，但其依据并不比其它观点更站得住脚。事实上，他认为现在还没有无可辩驳的证据来证实任何一种煤化作用的理论。怀南斯小组最近的试验表明，经过矿质粘土催化的人工煤化反应可以轻易地将木质素转化成一种蚀变了的木质素，这种木质素很象天然褐煤中的那种木质素。看来这个小组已成功地研制了人造褐煤。怀南斯认为，这项试验项目的早期结果证实了这样的想法，即在天然的煤化过程中，木质素在早期的成岩作用阶段，多半仍保持原样，其化学结构改变很少或者根本没有改变。随后，在煤化作用的催化阶段，木质素变成了含有丰富芳烃的煤高分子。可以转化成煤的大部分植物物质可能都是各种木质，人们主要对这些物质感兴趣。木质组织的煤化作用看来主要是失去象碳水化合物这类氧化物，然后，木质素通过化学作用直接变成了煤高分子。目前正在研究的褐煤中的煤高分子（即使不是全部）大部分是否有可能直接由稍有蚀变的木质素形成。怀南斯小组采用的一般方法包括三个阶段。第一阶段是通过选择性氧化分解、高温分解和其它合适的方法确定木质素、页岩中的油母岩和各种煤的化学特性。第二阶段是通过低温催化反应将木质素转化成人造煤。粘土形成催化反应族。最后阶段是将天然煤高分子和人造煤高分子进行比较。设想这种相近的一致性将有助于推断出煤化过程和煤的详细结构（从科学的观点看，这一点更为重要）。
矿质粘土对这种人工的煤化过程是重要的。据怀南斯说，对这种粘土进行酸性处理可以稍稍加速反应，但是，即使没有经过处理的粘土也确实具有催化作用。没有这种粘土，木质素肯定是不会发生转化的。这种精选的粘土属于蒙脘土一类，但是，高岭粘土和伊利粘土也是有效的，只是催化作用小一些。如把各种粘土混合起来，其催化效果看来与单个品种的粘土相同。