煤中侧链官能团与水分子间的量子化学模拟
乔云霞
陈曦
葛少成
邓存宝
范超男
太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原 030024
摘要：煤中侧链官能团是影响煤分子亲疏水性的重要因素.为了揭示煤分子中侧链官能团与水分子的作用机理,基于密度泛函理论计算了 24种煤分子侧链官能团和水分子之间的非共价键力.结果表明:侧链官能团与水分子主要通过氢键力作用,伴随范德华力,几乎没有排斥力;含氧官能团与水分子形成的总氢键能最弱为-10.91 kJ/mol,最强为-71.03 kJ/mol,其中小部分含氧官能团可以与2个及2个以上水分子结合;含氮官能团与水分子形成的总氢键能为-30.70～-6.44 kJ/mol;含硫官能团与水分子形成的总氢键能稳定在-12.00 kJ/mol左右.侧链官能团亲水能力由强到弱依次为:羧基、羟基、碳基键、醛基、醚键及氨基、极性键.研究成果为表面活性剂或抑尘剂通过定向增强官能团亲水性,提高煤体亲水性,从而增强降尘效果提供了 一种新思路.
关键词：煤分子侧链官能团量子化学模拟亲水性氢键力前线轨道间隙键能
分类号：TD714.1(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52174195)国家自然科学基金(51704145)山西省基础研究计划(自由探索类)项目(20210302123122,20210302123103)
论文发表日期：2024-06-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 78-84,91 )
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