沥青质分子聚集行为研究进展

沥青质的聚集与其相行为、流动性、结焦、沉积等密切相关，是影响重油加工的关键。沥青质分子结构的高芳香性、高杂原子含量等特点，使其存在多个易发生分子间相互作用的活性位点，是沥青质发生聚集的主要原因。描述沥青质聚集行为的模型主要有Yen-Mullins模型、超分子组装模型、类线性聚合模型以及溶解度模型等，本文对这些模型进行了详细的介绍，分析了各种模型的特点。文中指出Yen-Mullins模型通过沥青质分子、纳米聚集体、团簇描述了沥青质聚集过程；超分子组装模型基于超分子化学，认为沥青质聚集是多种相互作用累积形成的超分子结构；类线性聚合模型和溶解度模型都是对沥青质聚集行为进行简化，主要用来预测沥青质的分子量和溶解行为。沥青质的分子结构是产生各种相互作用及聚集行为的基础，而现有的分离和表征主要是基于沥青质团聚体，因此高效分离和精确表征得到沥青质单分子结构是研究沥青质分子间相互作用及聚集机理的关键。     

褐煤与水微观相互作用的分子机制：多尺度分子模拟

煤与水的表面相互作用是洁净煤技术领域的重要科学问题之一。然而,褐煤与水的相互作用是一个复杂的物理化学过程,其微观机制在原子尺度和电子结构方面仍不明确。尤其缺乏褐煤中不同官能团与水之间相互作用能量、稳定性结构特征、相互作用本质的系统考察。基于多尺度分子模拟研究了褐煤与水微观相互作用的分子机制。基于量子化学计算重点考察典型褐煤模型结构中不同官能团与单分子水的相互作用,获得水分子在褐煤不同位点吸附的局域极小构象,以及稳定吸附构象的几何结构特征。基于独立梯度模型的直观绘景阐释了褐煤与水分子之间的相互作用形式主要为范德华作用和氢键。借助能量分解分析方法定量描述并确定了静电作用是稳定煤-水相互作用的最主要因素。此外,还基于分子动力学模拟揭示了不同数量褐煤分子与大量水分子相互作用的组装行为和演化特征,阐明了褐煤分子结构在大量水中的团聚现象。分子动力学模拟结果同样印证了褐煤和水分子主要以静电作用结合。     

老化沥青软化点与沥青质关系的理论研究

根据沥青老化动力学的相关研究结果,通过推导,首次得到软化点与沥青质含量之间的定量关系式:(1-w)ts=C,为沥青老化动力学提供了理论基础.实验证实,该式可靠性良好.研究发现,老化后沥青软化点升高,是由于其类属组成和分子间作用力发生变化;由沥青四组分分析可知,沥青质是影响软化点最为重要的因素.基于软化点定义了沥青抗老化参数,它与正戊烷沥青质含量之间存在简单的线性关系,可以简洁有效的表征沥青的抗老化性能.