| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 1 绪论 | 第17-44页 |
| 1.1 课题背景 | 第17-20页 |
| 1.1.1 我国能源消费结构 | 第17-19页 |
| 1.1.2 我国褐煤资源的分布与特征 | 第19-20页 |
| 1.2 煤炭自燃国内外研究现状 | 第20-35页 |
| 1.2.1 煤炭自燃的危害 | 第21-22页 |
| 1.2.2 煤炭自燃机理 | 第22-27页 |
| 1.2.3 煤炭自燃的影响因素 | 第27-34页 |
| 1.2.4 煤自燃的控制方法 | 第34-35页 |
| 1.3 量子化学在煤化学研究的应用 | 第35-40页 |
| 1.3.1 量子化学理论 | 第35-36页 |
| 1.3.2 密度泛函理论 | 第36-38页 |
| 1.3.3 量子化学计算软件介绍 | 第38页 |
| 1.3.4 量子化学在煤化学研究中应用 | 第38-40页 |
| 1.4 本文研究目的和内容 | 第40-44页 |
| 1.4.1 本文研究的目的 | 第41-42页 |
| 1.4.2 本文的研究内容 | 第42-44页 |
| 2 煤低温氧化实验 | 第44-54页 |
| 2.1 引言 | 第44页 |
| 2.2 实验部分 | 第44-47页 |
| 2.2.1 煤样制备 | 第44页 |
| 2.2.2 煤质分析 | 第44-45页 |
| 2.2.3 傅里叶红外变换光谱(FTIR) | 第45页 |
| 2.2.4 自燃倾向性的评价方法与实验系统 | 第45-47页 |
| 2.3 煤样在氧化过程中的气态产物 | 第47-48页 |
| 2.4 氧化前后煤样表面官能团的分析 | 第48-51页 |
| 2.5 自燃倾向性评价 | 第51-52页 |
| 2.6 本章小结 | 第52-54页 |
| 3 水热提质对褐煤自燃特性的影响 | 第54-68页 |
| 3.1 引言 | 第54-55页 |
| 3.2 实验 | 第55-58页 |
| 3.2.1 实验材料 | 第55页 |
| 3.2.2 水热提质系统及操作流程 | 第55-56页 |
| 3.2.3 煤质分析 | 第56页 |
| 3.2.4 低温氮吸附法 | 第56页 |
| 3.2.5 FTIR | 第56页 |
| 3.2.6 X射线光电子能谱(XPS) | 第56-57页 |
| 3.2.7 热重实验装置与方法 | 第57页 |
| 3.2.8 提质褐煤的氧化气态产物和自燃倾向性测试 | 第57-58页 |
| 3.3 提质褐煤的煤质特性分析 | 第58-59页 |
| 3.4 水热提质对褐煤官能团的影响 | 第59-62页 |
| 3.4.1 X射线光电子能谱分析 | 第59-60页 |
| 3.4.2 FTIR谱图分析 | 第60-62页 |
| 3.5 水热提质对褐煤孔隙结构的影响 | 第62-63页 |
| 3.6 水热提质对褐煤自燃特性的影响 | 第63-66页 |
| 3.6.1 热重分析 | 第63-64页 |
| 3.6.2 水热提质褐煤的氧化气态产物 | 第64-65页 |
| 3.6.3 水热提质褐煤的自燃倾向性 | 第65-66页 |
| 3.7 本章小结 | 第66-68页 |
| 4 微波辐照改性对褐煤自燃特性的影响 | 第68-79页 |
| 4.1 引言 | 第68-69页 |
| 4.2 实验方法 | 第69-71页 |
| 4.2.1 实验煤样制备 | 第69页 |
| 4.2.2 微波辐照改性系统 | 第69-70页 |
| 4.2.3 低温氮吸附法 | 第70页 |
| 4.2.4 FTIR | 第70页 |
| 4.2.5 X射线光电子能谱(XPS) | 第70页 |
| 4.2.6 交叉温度点法 | 第70-71页 |
| 4.3 微波辐照煤样的煤质特性分析 | 第71-72页 |
| 4.4 微波辐照煤样的X射线衍射分析 | 第72-73页 |
| 4.5 微波辐照煤样表面官能团分布 | 第73-75页 |
| 4.6 微波辐照处理煤样的孔隙结构分析 | 第75-76页 |
| 4.7 微波辐照煤样的自燃倾向性分析 | 第76-77页 |
| 4.8 本章小结 | 第77-79页 |
| 5 褐煤自燃的反应机理研究 | 第79-105页 |
| 5.1 引言 | 第79-80页 |
| 5.2 计算原理与方法 | 第80-83页 |
| 5.2.1 褐煤分子结构的特点 | 第80-81页 |
| 5.2.2 褐煤分子模型的构建 | 第81-82页 |
| 5.2.3 键解离能(BDE)分析 | 第82页 |
| 5.2.4 氧化反应的动力学分析 | 第82-83页 |
| 5.2.5 反应速率计算 | 第83页 |
| 5.3 活性基团中C-H/O-H键的BDE分析 | 第83-86页 |
| 5.4 活性基团与O_2的反应机理 | 第86-94页 |
| 5.4.1 烷基侧链与O_2反应机理 | 第86-88页 |
| 5.4.2 含氧官能团与O_2的反应机理 | 第88-91页 |
| 5.4.3 桥键与O_2的反应机理 | 第91-92页 |
| 5.4.4 活性基团反应活化能与BDE值关系 | 第92-94页 |
| 5.5 煤氧化过程中的链反应机理 | 第94-97页 |
| 5.5.1 化学吸氧反应R~·+O_2→ROO~· | 第94页 |
| 5.5.2 氢过氧物生成反应ROO~·→ROOH | 第94-97页 |
| 5.5.3 氢过氧化物分解反应ROOH→RO~·+HO~· | 第97页 |
| 5.6 煤自燃过程中气态产物的生成机理 | 第97-101页 |
| 5.6.1 H_2O的生成机理 | 第97-98页 |
| 5.6.2 CO、CO_2的生成机理 | 第98-100页 |
| 5.6.3 C_2H_6、C_2H_4的生成机理 | 第100-101页 |
| 5.7 褐煤自燃的反应机理 | 第101-103页 |
| 5.8 本章小结 | 第103-105页 |
| 6 水对煤氧化反应影响的机理研究 | 第105-120页 |
| 6.1 引言 | 第105-106页 |
| 6.2 实验方法与计算方法 | 第106-109页 |
| 6.2.1 实验煤样 | 第106页 |
| 6.2.2 恒温氧化实验 | 第106-107页 |
| 6.2.3 计算原理及方法 | 第107-109页 |
| 6.3 恒温氧化中气态产物 | 第109-110页 |
| 6.4 H_2O参与下的煤氧化反应 | 第110-116页 |
| 6.4.1 H_2O对活性基团与O_2反应的影响 | 第110-113页 |
| 6.4.2 H_2O对煤氧化过程中链反应的影响 | 第113-116页 |
| 6.4.3 H_2O对CO_2生成反应的影响 | 第116页 |
| 6.5 计算结果分析 | 第116-118页 |
| 6.6 本章小结 | 第118-120页 |
| 7 阻燃剂抑制褐煤自燃的机理研究 | 第120-136页 |
| 7.1 引言 | 第120-121页 |
| 7.2 样品制备以及实验方法 | 第121-124页 |
| 7.2.1 阻燃剂的选择 | 第121-122页 |
| 7.2.2 煤样制备 | 第122页 |
| 7.2.3 阻燃剂与煤粉混合方法 | 第122页 |
| 7.2.4 平衡水测试 | 第122-123页 |
| 7.2.5 微观孔隙结构测试 | 第123页 |
| 7.2.6 扫描电镜测试 | 第123页 |
| 7.2.7 阻燃效果评价 | 第123-124页 |
| 7.3 阻燃剂-褐煤混合煤样的平衡水含量 | 第124-125页 |
| 7.4 阻燃剂-褐煤混合煤样的微观形貌 | 第125-127页 |
| 7.5 阻燃剂-褐煤混合煤样的孔隙结构 | 第127页 |
| 7.6 阻燃效果评价 | 第127-134页 |
| 7.6.1 混合样品氧化气态产物生成速率 | 第127-133页 |
| 7.6.2 阻燃剂-褐煤的交叉温度点 | 第133-134页 |
| 7.7 本章小结 | 第134-136页 |
| 8 全文总结与工作展望 | 第136-141页 |
| 8.1 本文的主要结论 | 第136-139页 |
| 8.2 本文的主要创新点 | 第139-140页 |
| 8.3 下一步工作展望 | 第140-141页 |
| 参考文献 | 第141-159页 |
| 作者筒历 | 第159-160页 |
