蒙東褐煤的結(jié)構(gòu)及其分子模擬研究.pdf

1、中國能源利用以煤炭為主，目前，優(yōu)質(zhì)煤資源正逐漸枯竭。中國褐煤資源相對豐富，但是由于高水分、易自燃、熱值低等缺點，給其工業(yè)應(yīng)用帶來了很大的困難。為了高效清潔綜合利用褐煤資源，對褐煤中有機質(zhì)的特征的認(rèn)識，備受人們的關(guān)注。為此本文以國內(nèi)蒙東褐煤為研究對象，通過溶劑抽提，對原煤和抽提殘煤的煤質(zhì)分析和FTIR表征，以及對抽提物的GC/MS檢測，研究了褐煤的小分子相的化學(xué)組成及分布;同時采用固體13C-NMR測試技術(shù)對原煤的大分子結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，

2、構(gòu)造出煤的大分子結(jié)構(gòu)模型;最后，采用分子模擬技術(shù)探索煤的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性能之間的關(guān)系，為褐煤的熱解綜合利用提供參考。主要得出以下結(jié)論:
　　(1)抽提物以含雜原子化合物和脂肪烴為主，含有少量的芳香烴。含氧原子化合物主要是酚和醇、酮和酸;抽提物中氮以胺基、酰胺基等形式存在;僅檢測到一種硫醇。抽提過程中煤大分子骨架結(jié)構(gòu)未發(fā)生根本性改變，抽提殘煤碳含量增加，氫和氧含量減小;芳碳率增加;CH2/CH3增大，脂肪鏈變長，支鏈變短。
　　(

3、2)原煤大分子以苯、萘為芳香結(jié)構(gòu)單元，數(shù)量都為2;氧原予以酚羥基、醚鍵、羰基、羧基的形式存在;氮原子分別以吡啶和吡咯的形式存在;硫原子以硫醚的形式存在。以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了煤的分子結(jié)構(gòu)模型，并應(yīng)用Materials studio軟件對其進(jìn)行修正，獲得了與實驗核磁共振譜圖吻合較好的原煤結(jié)構(gòu)模型。
　　(3)對結(jié)構(gòu)模型分子模擬表明:煤中起到穩(wěn)定作用的主要是范德華能;芳香層片之間以近似平行的方式排列;MD的計算紅外譜圖和實驗譜圖吻合較好;