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题名煤中侧链官能团与水分子间的量子化学模拟
被引量：2
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作者
乔云霞
陈曦
葛少成
邓存宝
范超男
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机构
太原理工大学安全与应急管理工程学院
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出处
《矿业安全与环保》
CAS
北大核心
2024年第3期78-84,91,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(52174195,51704145)
山西省基础研究计划(自由探索类)项目(20210302123122,20210302123103)。
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文摘
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 k J/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。
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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
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Keywords
coal molecule
side chain functional group
quantum chemistry simulation
hydrophilicity
hydrogen bond force
front orbital gap
bond energy
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分类号
TD714.1
[矿业工程—矿井通风与安全]
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