矿业研究与开发

作者：鲁金涛,何奕,程刚

关键词：褐煤分子;官能团;氧气;物理吸附;化学吸附;分子 模拟

煤对氧气的物理吸附是煤炭自燃的过程之一。在假设 无化 学 吸 附 的 基 础 上,运 用 GrandcanonicalMonteCarlo (GCMC)对煤物理吸附氧气机制进行了系统地研究。首先, 测定了赤峰褐煤的表面分子结构参数,并构建了煤表面大分 子模型(CMM);其次,优化 CMM 并 添 加 了 周 期 性 边 界 条 件;然后,模拟了煤分子周期性边界条件单元(CBu)对氧气 的宏观吸附行为;最后分析了氧气分子和煤中各官能团的径 向分布函数(RDF)。结果表明,环境温度对氧气在煤分子上 的吸附量和产生的吸附热起负相关作用;煤分子主要通过范 德华力和静电相互作用对氧气进行物理吸附。模拟吸附的 分析结果对提高地下煤层防灭火效率,提高煤矿安全水平具 有重要意义。

来源：2021年第11期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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