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太原理工大学 硕士学位论文 褐煤结构的分子动力学模拟及量子化学研究 姓名：王三跃 申请学位级别：硕士 专业：采矿工程 指导教师：曾凡桂 座机电话号码 太原理工大学硕士研究生学位论文 褐煤结构的 分子动力学模拟及量子化学研究 摘要 以分子力学、分子动力学及量子化学为基础的计算机分子模 拟，从三维立体的角度建立和模拟煤大分子结构，，将深化对煤 大分子结构特征的认识，定量了解煤大分子结构特征与煤的各 种性质的关系，使煤的结构化学研究进入一新的高度。 本文运用煤结构的傅立叶红外光谱 FTIR 和固体核磁共振 碳谱 13C NMR 测试方法所得的结果，经过谱图分峰、分析， 计算出若干表征煤大分子结构参数，并综合前人的经验和共识， 利用计算机分子绘图软件系统构建了表征两种褐煤 霍林河原 4．6／IR 煤和义马原煤 的化学结构模型 Wisermodel ，在Cerius2 模块中计算了分子振动红外光谱，同时结合碳谱所计算的分子 结构参数拟合、修正了该结构模型，得到了能表征这两种煤样 的分子结构模型，作为用分子动力学模拟和量子化学计算的初 始结构模型。用分子力场和分子动力学模拟方法得出最优构型 T 太原理工大学硕士研究生学位论文 及在此构型下的势能、键合作用和非键合作用能等能量参数， 并进行了对比，发现在煤的大分子结构中起主要作用的是非键 合作用的范德华和氢键作用能。而且氢键随大分子结构的数目 的增加，其作用明显加强，长程作用更长的库仑力变化不明显。 对上述分子力场优化后的分子模型，采用Cerius2材料模拟 软件ZINDO半经验量子力学方法，计算和分析了模型分子的静 态几何构型、原子净电荷分布、键长、最高被占据轨道

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