矿业工程论文_褐煤大分子模型构建及其低温条件

文章目录

0 引言

1 试验和模拟方法

1.1 煤样准备

1.2 煤表面大分子结构测试

    1.2.1 固态13C NMR核磁(NMR)

    1.2.2 X射线扫描 (XPS)

1.3 MM和MD计算

1.4 褐煤晶胞单元最佳能量构型模拟

1.5 GCMC吸附模拟

1.6 计算公式

    (1) 分子势能计算公式。

    (2) 吸附量计算公式。

2 试验和模拟结果及讨论

2.1 大分子模型构建

    2.1.1 固体13C NMR试验

    2.1.2 XPS分析

    2.1.3 煤分子结构的构建

2.2 能量优化构型

2.3 等温吸附曲线的计算

2.4 吸附位点的计算

    2.4.1 氧气的饱和吸附位

    2.4.2 官能团优先吸附位的确定

3 结论

文章摘要:煤对氧气的物理吸附是煤炭自燃的过程之一。在假设无化学吸附的基础上,运用Grand canonical Monte Carlo （GCMC）对煤物理吸附氧气机制进行了系统地研究。首先,测定了赤峰褐煤的表面分子结构参数,并构建了煤表面大分子模型（CMM）;其次,优化CMM并添加了周期性边界条件;然后,模拟了煤分子周期性边界条件单元（CBu）对氧气的宏观吸附行为;最后分析了氧气分子和煤中各官能团的径向分布函数（RDF）。结果表明,环境温度对氧气在煤分子上的吸附量和产生的吸附热起负相关作用;煤分子主要通过范德华力和静电相互作用对氧气进行物理吸附。模拟吸附的分析结果对提高地下煤层防灭火效率,提高煤矿安全水平具有重要意义。

文章关键词:

论文DOI:10.13827/j.cnki.kyyk.2021.11.010

论文分类号:TD752.2

文章来源：《低温物理学报》 网址: http://www.dwwlxbzz.cn/qikandaodu/2021/1202/584.html