《基於模型化合物的煤炭自燃機理研究》是依託中國礦業大學，由李增華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於模型化合物的煤炭自燃機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李增華
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
煤炭自然發火是煤礦嚴重災害之一。煤炭自燃機理的研究是預防和治理煤炭自燃火災的科學基礎。但國內外對煤炭自燃機理的研究還不夠系統和深入，現有的研究成果還不能很好地描述煤中各種活性基團的氧化反應過程、反應條件及熱效應。這主要是由於煤的組成和結構極其複雜，各種活性基團混雜在一起，影響了煤炭自燃機理的深入研究。本課題以煤的模型化合物為研究對象，選擇多種有特定基團的模型化合物，研究其在常溫到100℃之間的氧化反應，利用電子自旋共振譜、紅外光譜研究其氧化過程中的自由基反應和成分變化，利用氧化反應裝置和分析儀器，研究耗氧速度，氧化化產物及生成速度和熱效應，定量研究各種活性基團的化學反應動力學和熱力學參數。以自由基反應理論為指導，總結出煤炭自燃機理。並選擇有代表性的煤樣，通過自燃模擬試驗，進行實驗驗證。
結題摘要
利用模型化合物將複雜大分子體系分解為簡單小分子結構模擬複雜煤分子中表面活性基團的低溫氧化特性。採用惰性顆粒作為載體吸附模型化合物，模擬近似煤自燃過程的“氣-固”氧化反應。測試了模型化合物低溫氧化動力學參數；發現和煤自燃類似，模型化合物的低溫氧化存在臨界溫度；且反應為複雜多步反應，伴隨多種中間產物的生成。通過紅外光譜以及色譜-質譜聯用分析研究模型化合物中活性基團氧化的結構變化。在各活性基團中，醛基和脂肪橋鍵的氧化活性較大。此外，通過試驗模型化合物低溫氧化抑制劑，研發了新型煤自燃阻燃材料。
