摘要:

对煤的芳香单元延展度、芳香单元堆砌层数以及包括不同缺陷和含氧官能团类型的表面结构对煤层气吸附与扩散的影响进行了研究。采用Monte Carlo模拟方法及分子动力学模拟方法分别得到了煤层气的吸附量与扩散系数，模拟温度为303 K，压力为10 MPa。研究结果表明，单位质量的煤对甲烷的吸附量随着芳香单元堆砌层数的增加而降低，缺陷和含氧官能团的存在不利于甲烷的吸附。甲烷的扩散随着芳香单元延展度的增加呈现出一个N形的复杂变化过程，单缺陷和羰基的存在有利于煤层气的扩散，煤结构中大的裂隙更有利于煤层气的扩散。最后，基于煤层气的微观影响因素和宏观运移行为提出了煤颗粒径向不均质的煤层气扩散微观模型。

摘要:

利用带有长链烷烃的硬脂酸和油酸对球状石墨烯进行表面修饰,得到亲油性褶皱石墨烯球(MCGB),采用FTIR、SEM等方法对其结构和形貌进行表征;研究了MCGB不同比例添加量在基础油中的分散性能和摩擦性能,并探讨MCGB在润滑油中的润滑机理.结果表明:基础油中添加少量MCGB可以明显改善其抗磨减摩效果,其中添加量为0.010%时效果最佳,但添加过量其减摩性能会失效.

摘要:

采用密度泛函理论（DFT）方法对单空缺石墨烯负载的Pd单原子（Pd/SVG）催化剂上H2还原NO的反应进行了研究，探究了Pd/SVG上NO还原生成N2和NH3的路径。在Pd/SVG上NO容易加氢形成HNO，需要的活化能为67.0 kJ·mol-1，显示了极高的催化活性。N2生成的有利路径为NO活化生成HNO后，HNO继续加氢生成中间体NH2O和NH2OH，然后NH2OH解离生成NH2和OH，生成的NH2中间体结合NO形成NH2NO，然后NH2NO异构化形成的NHNOH再经解离生成N2与H2O，这个过程中的决速步骤为NH2NO分子内氢转移生成NHNOH，能垒为144.3 kJ·mol-1。对于NH3的生成，从NO的活化到中间体NH2的形成与N2的形成过程相同，最后NH2加氢即可形成NH3，这个过程中的决速步骤为NH2O加氢生成NH2OH，能垒为86.4 kJ·mol-1。比较生成N2和NH3的决速步能垒可见，Pd/SVG催化剂上NO经H2还原更容易形成NH3。本研究为石墨烯负载型Pd基催化剂上H2还原NO的实验及工业应用提供理论参考。

摘要:

采用量子化学密度泛函方法分析了煤相关含氧模型化合物苯甲酸和苯甲醛的热解机理.微观结构分析、热力学和动力学分析结果表明:煤热解过程中CO2和CO的逸出分别与脱羧和脱羰反应相对应,而脱羰反应活化能较大,即CO的脱除较CO2难于发生;脱羧和脱羰基反应为分子内氢转移协同过程,煤热解脱羧放出CO2与交联反应的发生无直接关系.

摘要:

概述了在煤的结构与反应性研究中常用的量子化学计算方法的特点和作用,总结了量子化学计算方法在煤的静态微观性质、裂解、液化和气化等研究中的应用.通过对现有相关工作的研究发现:量子化学计算方法作为一种研究手段已经能够满足煤结构与反应性研究的需要;合理地建立和选择能够反映被研究过程特点的煤结构模型是运用量子化学计算方法解决问题的;对煤反应性的研究仅从化学键的断裂入手,键的形成尚未涉及;煤的量子化学静态参量的研究尚待深化.

摘要:

采用量子化学密度泛函理论方法对煤相关含氧模型化合物苯甲醚热解异构化反应的热力学和动力学进行了分析,确定了苯甲醚热解异构化生成邻位、对位甲酚的反应路径为两条平行的连串反应,且分别生成产率相当的邻位和对位甲酚.苯甲醚中O-CH3键的均裂为决速步骤,其活化能为285.90 kJ·mol-1(1000 K),从理论上解释了邻位和对位甲基取代的环己二烯酮中间体在反应中的存在.

摘要:

采用分子力学和量子化学计算了氢气分子与椅式(5,5)、(6,6)和齿式(10,0)碳纳米管上两类缺陷的相互作用引起的能量和微观参数的变化.碳纳米管的原子平均能量可以反映碳纳米管张力大小和共轭表面扭曲程度.在各类缺陷中,通过分析计算得到的吸附能和键能、键级、净电荷等微观参数,发现氢气分子经由去掉一个碳原子所形成且位于碳纳米管中部的缺陷进入管内的趋势最大;与此类缺陷的相互作用主要表现在与氢气分子几何距离最接近的3个碳原子上,通过它们对整个缺陷的微观性质发生影响,缺陷对称性有所降低,并且明显地富集了较多的负电荷,使净电荷的分布更为不均匀.

摘要:

N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二硫化碳(CS2)在加压下发生热反应生成N-甲基吡咯烷-2-硫酮.用密度泛函方法确定了该反应有两条平行的路径,获得了相关的4个过渡态和2个中间体的构型;在拟定了两步反应机理的基础上,确认了第一步反应为速度控制步骤,计算了在298 K和500 K下两种反应路径的活化能和速率常数.根据计算结果判断NMP羰基的α氢原子通过与羰基氧的分子内相互作用在反应中起重要作用,同时确认了反应区域为NMP的羰基碳和氧、α位上的碳和氢,以及CS2中的碳原子和其中的一个硫原子所构成的两个并联的四元环.

摘要:

测定了5种不同变质程度的典型中国动力煤在不同pH值的水介质中的ζ电位和用H2O2氧化后各煤种ζ电位的变化,得到了ζ电位等电点pH值;用FTIR定量表征了与煤表面电位有关的官能团以及被H2O2氧化后的变化;通过对模型化合物的ZINDO量子化学理论计算,得到了H+ 在煤表面的吸附能、相关化学键的键级、键长和净电荷分布.综合分析实验和计算的结果,确认了在水体系中煤的表面电荷为负电荷;煤的ζ电位等电点随煤化程度的提高有规律地升高;与煤表面ζ电位密切相关的负电性官能团主要是-OH基团;原煤经H2O2氧化后,-OH、C=O和-COOH等官能团增多,煤表面负电性增加;H+在煤表面发生化学吸附,吸附能随着煤化程度的增加而增加.

摘要:

选用褐煤、次烟煤、高挥发分烟煤、低挥发分烟煤和无烟煤5种煤表面结构模型,采用量子化学半经验方法INDO,从分子水平描述了CO、O2、H2O(g)、CO2、CH4和H2等6种气体在煤表面的吸附作用,计算了气体在煤表面的吸附能、吸附距离、吸附作用键级和净电荷变化等微观参数,用Morse函数拟合了气体与煤表面的结合能曲线,得到了气体吸附作用强弱次序为:CO和O2最强,H2O和CO2次之,CH4和H2最弱.