煤有机大分子碳结构石墨化机制

煤化作用和石墨化作用共同控制煤的形成和演化，因煤物质成分、化学结构的复杂性和石墨化作用的特殊性，使得研究煤大分子结构热演化过程非常困难。为了探索煤化过程和石墨化过程中的大分子结构变化特征，通过煤质分析、固体核磁共振、高分辨率透射电镜(HRTEM)、黄金管热模拟等实验技术和Amsterdam Modeling Suite (AMS)量子化学计算技术，对不同煤阶煤和煤系石墨样品进行测试分析，从大分子量子化学角度构建不同煤阶煤的有机大分子结构，以揭示煤的有机质大分子碳结构演化及石墨化机制。(1)随着成熟度升高，煤大分子结构中芳香结构的占比逐渐增大，脂肪结构含量逐渐减小，芳碳率在无烟煤阶段达到0.9以上；(2)低煤级煤和中煤级煤大分子中2×2、3×3尺寸的芳香条纹含量占比最大，随着成熟度的升高优势方向(75°、90°和105°)条纹占比由26.47%增至50.10%,在无烟煤和高级无烟煤阶段出现芳香条纹堆叠现象；(3)利用构建的三维大分子结构模型开展热解模拟计算，发现随着模拟温度升高，芳香层片间距有规律的减小，从0.400 nm降至0.318 nm,这与低煤阶煤到高煤阶煤芳香层片层间距从0.4...