水溶剂效应对煤氧化特性的影响

邓存宝; 戴凤威; 邓汉忠; 武司苑

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水溶剂效应对煤氧化特性的影响

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水既可以隔绝空气,又可以吸热降温,是防火、灭火的绝好材料.但经过大量的煤矿现场应用及实验研究发现:很多情况下,注水不仅不能预防煤炭自燃灾害,反而易于灾害发生.为了揭示煤矿井下注水易引起煤自燃的原因,应用Gaussian09程序,采用含时密度泛函理论(TD-DFT),在B3LYP/6-31G(d,p)水平上,分析水溶剂效应对煤氧化特性的影响.由计算结果可知:煤各模型的HOMO与02的LUMO对称性相同,且能级差均小于0.4 eV,符合前线轨道理论提出的反应条件,所以煤HOMO轨道的电子将流向02未占据的LUMO轨道,从而发生氧化反应,氧化反应剧烈时将引起煤炭自燃;当煤浸泡在水中,煤分子与水分子间将产生静电相互作用,氢键及孔洞能等相互作用,这些相互作用影响了煤分子的核外电子排布,改变了煤的前线轨道能级,煤各模型的HOMO与O2的LUMO能级差比在气相中更小,因此,被水浸泡的煤更容易发生氧化自燃.

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来源
《中国安全生产科学技术》 |2016年第3期|88-93|共6页
作者
邓存宝; 戴凤威; 邓汉忠; 武司苑;
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作者单位

辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁阜新123000;

辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁阜新123000;

辽宁工程技术大学材料科学与工程学院,辽宁阜新123000;

辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁阜新123000;

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正文语种 chi
中图分类 X936;
关键词
煤; 氧化性; 水; 溶剂效应;

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