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题名准格尔褐煤分子结构模型构建及其分子模拟
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作者
张志军
商秀琳
魏中奇
汤迪
李贞庆
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机构
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院
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出处
《选煤技术》
2024年第6期7-14,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52274281)
中央高校基本科研业务费资助项目(2024JCCXHH03)
国家重点研发计划资助项目(2022YFB4100900)。
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文摘
构建和解析煤炭分子模型,有助于深入了解其微观结构与反应规律。首先,运用元素分析、傅里叶红外光谱(FTIR)、固体核磁共振碳谱(^(13)C-NMR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术,结合分子模拟,全面且系统地对准格尔地区的褐煤分子结构进行了研究。然后,构建了准格尔褐煤的二维结构模型;利用MaterialStudio2020软件对平面模型实施了几何优化处理,在加氢饱和、结构优化和退火动力学模拟后,化学键扭曲,能量显著降低,生成三维结构模型。最后,进一步进行密度模拟,通过势能与密度的关系,确定最优密度并构建聚集态模型。研究结果表明:准格尔褐煤的桥碳和周碳比值(X_(BP))为0.12,芳香结构以苯环为主,氧原子主要以酚羟基形式存在,而氮元素则主要分布在吡咯结构中,由于硫含量较低,模型中忽略了硫的影响;煤结构的稳定性主要由扭转能和范德华能主导;确定模型最优密度为1.1g/cm^(3),与实测值吻合,将40个大分子模型组装为聚集态结构,并通过分子力学和动力学优化,显示分子间与分子内作用力导致芳香层片扭曲变形,形成较为杂乱的结构。该研究通过密度模拟提升了模型的可靠性,为从分子尺度深入探讨褐煤特性奠定了坚实的理论基础。
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关键词
煤分子结构表征
褐煤分子结构模型
聚集态模型
红外光谱
核磁共振碳谱
X射线光电子能谱
模型最优密度
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Keywords
characterization of the molecular structure of coal
lignite molecular structure model
aggregation model
FTIR
^(13)C-NMR
XPS
optimum density of model
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分类号
TD94
[矿业工程—选矿]
TQ127.11
[化学工程—无机化工]
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题名基于分子结构模型的褐煤与浮选药剂界面作用机理研究
被引量：4
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作者
何亚群
王婕
魏华
谢卫宁
王帅
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机构
中国矿业大学化工学院
中国矿业大学现代分析与计算中心
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出处
《选煤技术》
CAS
2018年第3期9-16,共8页
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文摘
褐煤表面亲水性强,在浮选过程中需添加表面活性剂提高其疏水性,研究褐煤与表面活性剂的界面作用有助于提高褐煤浮选效率。通过测试褐煤结构参数,建立了内蒙古锡林浩特褐煤分子结构模型,并对比了实际测试与模型计算的红外光谱图,验证了该分子结构的代表性。模拟结果表明:水分子通过静电作用在褐煤表面形成水化膜,吸附了表面活性剂的褐煤表面与水分子之间的界面作用能显著降低,特别是吸附了失水山梨醇油酸酯之后,水分子在远离褐煤表面的上方形成了聚集状态,阻碍了水分子的吸附,改善了褐煤表面的疏水性。褐煤浮选结果与模拟计算结果具有一致性。
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关键词
褐煤
褐煤浮选
褐煤分子结构模型
浮选机理
界面作用能
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Keywords
lignite
flotation of lignite
lignite molecular structure model
flotation mechanism
interfaceaction energy
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分类号
TD943
[矿业工程—选矿]
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