宁东红石湾煤大分子模型构建及量子化学计算

• 作者: 李和平 李壮楣 李平 王艳美 白红存 郭庆杰
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 煤 模型 计算化学 结构优化 分子模拟 光谱模拟
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 2208-2216
• 页数: 9页
• 分类号: TQ530
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20180013

摘要

使用工业分析、元素分析、固体核磁(13C NMR)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对宁东红石湾(HSW)煤样进行表征,获得煤样中元素赋存的种类、价态、化学键环境等物质微观结构的关键参数.结果表明HSW煤结构以芳香族为主,占75.96％,桥接芳碳与周碳比为0.315,可知其结构中以萘为主,苯和蒽为辅.氧原子主要以醚氧基(C—-O)、羰基(C=O)和羧基(—COO)的形式存在,其中C—O占53.57％.氮原子以吡啶和吡咯的形式存在.苯环的连接方式以三、四取代为主,分别占47.77％、32.97％,脂肪族中环烷烃或脂肪烃—CH3占优势.确定HSW煤的分子式为C221H148O28N2,分子量为3142.32.在此基础上结合计算机辅助实现了二维和三维大分子模型构筑.应用量子化学计算对HSW煤大分子模型进行了优化及核磁共振、红外光谱模拟,验证了所建模型的合理性.最终实现了HSW煤的微观分子结构的实验与量子化学描述.