行唐褐煤结构模型构建与优化研究

"行唐褐煤结构模型构建及优化" 这篇论文是关于低阶煤，特别是行唐褐煤的大分子结构的研究。低阶煤，如褐煤，是煤炭中的一种类型，具有较高的水分和挥发分含量，且相对未经充分成焦过程。在能源转化和利用过程中，了解其大分子结构对于揭示其转化机理至关重要。 研究人员冉景煜和周建首先对行唐褐煤进行了元素分析，以确定其主要组成成分。元素分析是测定物质中元素种类和相对含量的方法，这对于理解煤的基本性质和反应性至关重要。他们还利用傅利叶红外光谱（FTIR）技术来探测煤的官能团和化学键，这是分析煤结构的重要手段。红外光谱可以提供关于化合物中化学键振动的信息，有助于识别煤的有机结构。 通过对红外光谱的谱图分峰，研究人员能够解析出不同的化学结构特征，例如芳香氢率、H/C比、脂肪烃链长度和芳碳率等结构参数。这些参数是评估煤结构复杂性和反应性的关键指标。例如，芳香氢率反映了煤中芳香族结构的含量，而H/C比则指示了煤的氢化程度，这直接影响其燃烧特性和气化效率。 利用ChemDraw2016软件，研究人员构建了初步的大分子结构模型。这是一个计算机辅助的工具，用于绘制和编辑化学结构，帮助科学家可视化复杂的有机分子。在这个模型中，他们根据实际测试数据调整原子间的连接方式，以确保模型的元素组成和结构参数与实验结果一致。 进一步，论文中提到了使用Gaussian09量子化学软件对构建的模型进行结构优化和红外光谱计算。Gaussian09是一种广泛使用的量子力学计算程序，它可以预测分子的几何构型、能量和光谱特性。通过这种方式，理论计算的红外光谱与实验测量的进行对比，以验证模型的准确性。最终，研究人员得出的行唐褐煤分子式为C165H162N2O33S3，这代表了该煤样的大致化学构成。 关键词：低阶煤，元素分析，傅利叶红外光谱，结构模型及优化 这篇论文的贡献在于通过系统的实验和计算方法，深入研究了行唐褐煤的分子结构，为低阶煤的转化和利用提供了理论基础，对于优化煤炭资源的高效、清洁利用具有重要意义。