基于量子化學(xué)方法的煤氧吸附特性模擬實驗研究.pdf

1、煤是我國重要的能源之一，但是煤在開采和堆放儲存的過程中，容易發(fā)生自燃。煤體自燃，其實質(zhì)是煤氧復(fù)合、反應(yīng)放熱。因此，研究煤氧吸附特性，有助于深入研究煤氧復(fù)合微觀反應(yīng)機理與實質(zhì)，從而為煤自燃的預(yù)測和防治技術(shù)的研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　 首先，對靈新礦等地采集的13種煤樣進行了紅外光譜實驗研究。根據(jù)紅外特征曲線峰值，分析了煤樣中活性基團的種類，結(jié)合煤化學(xué)知識和煤結(jié)構(gòu)中活性基團的研究成果，選取甲基、羧基、醛基、羥基等端位基團作為研究對象，

2、構(gòu)建煤表面分子簡單模型，從微觀角度對煤氧復(fù)合初期的物理吸附過程進行研究。然后，運用Gauss03W量子化學(xué)分析軟件模擬研究了O2在煤分子表面活性基團上的吸附過程，分析和討論了煤表面活性基團吸附O2過程中的鍵長變化和能量變化，研究確定了吸附過程中主要活性基團和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，計算采用密度泛函方法DFT-B3LYP，基組選取6-311G。通過模擬研究，總結(jié)出煤分子活性基團對氧的吸附活潑性排序，即，甲氧基>醛基>帶羥基的亞甲基>甲基>羧基。最后，分