水溶剂效应对煤氧化特性的影响

发布时间：2017-09-07 11:22

  本文关键词：水溶剂效应对煤氧化特性的影响

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【摘要】：水既可以隔绝空气,又可以吸热降温,是防火、灭火的绝好材料。但经过大量的煤矿现场应用及实验研究发现:很多情况下,注水不仅不能预防煤炭自燃灾害,反而易于灾害发生。为了揭示煤矿井下注水易引起煤自燃的原因,应用Gaussian09程序,采用含时密度泛函理论(TD-DFT),在B3LYP/6-31G(d,p)水平上,分析水溶剂效应对煤氧化特性的影响。由计算结果可知:煤各模型的HOMO与O2的LUMO对称性相同,且能级差均小于0.4 e V,符合前线轨道理论提出的反应条件,所以煤HOMO轨道的电子将流向O2未占据的LUMO轨道,从而发生氧化反应,氧化反应剧烈时将引起煤炭自燃;当煤浸泡在水中,煤分子与水分子间将产生静电相互作用,氢键及孔洞能等相互作用,这些相互作用影响了煤分子的核外电子排布,改变了煤的前线轨道能级,煤各模型的HOMO与O2的LUMO能级差比在气相中更小,因此,被水浸泡的煤更容易发生氧化自燃。
【作者单位】： 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院;辽宁工程技术大学材料科学与工程学院;
【关键词】： 煤 氧化性 水 溶剂效应
【基金】：国家自然科学基金项目(51274112,51174108) 国家科技支撑计划项目(2013BAK06B07-2)
【分类号】：TD752.2
【正文快照】： 数字出版日期:2016-01-270引言煤是一种由低分子有机物和大分子有机物及微量的无机物混合而成的有机燃料,主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成,由芳香环及活性官能团构成[1]。对于具有自燃倾向性的煤层开采,采空区遗煤自燃往往是井下最为严重的自然灾害,影响工作面的安全开采,

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本文编号：809250