兖州煤大分子结构模型构建及其分子模拟论述.pdfVIP

第 39卷 第 7期 燃 料 化 学 学 报 V o.l 39 No. 7 2011 年 7 月 Jo urna l o f Fuel Chem istry and T echno log y Ju.l 2011 文章编号: 0253-2409( 2011) 07-0481-08 兖州煤大分子结构模型构建及其分子模拟 相建华, 曾凡桂, 梁虎珍, 孙蓓蕾, 张 莉, 李美芬, 贾建波 (太原理工大学煤科学与技术教育部及山西省重点实验室 地球科学与工程系, 山西 太原 030024) 摘 要: 结合兖州煤的工业分析与元素分析及 13 C CP /M A S NM R 实验结果构建了其大分 子结构模型; 芳香 化合物以苯 为主; 脂肪结构以脂肪侧链 、环烷烃和氢化芳环的形式存在, 且甲基、亚 甲基和次甲 基的含 量相当; 17个 氧原子 分别以 羧基、羰基与 羟基型式存在; 三个氮原子分别以吡啶与吡咯的形式存在; 五个硫原子以 噻吩型硫的 型式存在。采 用分子力 学 ( MM ) 和分子 动力学 (M D )对兖州原煤化学结 构模型进行能量最小化模拟, 显 示稳定大分 子结构的 主要能量按 大小排 序依次 为范德 华能、 键扭转能、键角能与键伸缩能; 分子内芳香层片 之间的 P- P 相互 作用, 使其以 近似平 行的方式 排列。量 子化学 半经 验方法 ( AM 1) 模拟结果表明, 羰基碳原子相连的 C - C 键的活性比较高; 模型中与 S相连的 C 原子、边缘 C 原子都有较多的负电荷, 易于发生氧化反应, 而芳香碳原子所带电荷较少, 稳定性很高。 关键词: 兖州煤; 大分子结构 模型; 分子力学; 分子动力学; 量子化学 中图分类号: TQ 530 文献标识码: A M odel construction of the m acrom olecu lar structure ofY anzhou coal and its m olecu lar sim ulation X IANG Jian-hua, ZENG Fan-gu,i L IANG H u-zhen, SUN Be -i le ,i ZHANG L ,i LI M e-i fen, JIA Jian-bo (K ey Labora tory of Coal S cience T echnology, M inistry of Education Shanx iP rovince, D epartm ent of Earth Science Engineering, T aiyuan Un iversity of T echnology, T aiyuan 030024, China) Abstract: B ased on prox im ate and ultim ate analy sis, 13 C CP /MA S NMR data o f Y anzhou co a,l a m acrom o lecu lar structura lm odel w as constructed. In th is m ode,l benzene is the m a in arom atic com po und and alipha tic structure ex ists m a in ly in the form s of a lipha tic side chains, cy cloa lkanes and hydrogenated arom atic ring s. The m ethy l propo rtion is sim ilar to the to ta l propo rtion o f m ethy lene and m eth ine g ro ups.