煤中含S活性基团与O2的反应机理

本文主要是研究煤结构中含硫活性基团在煤炭自燃过程中的反应，在量子化学理论基础上根据能量变化分析其反应机理，为煤炭自燃预防研究奠定理论基础。全部计算利用Gaussian03程序，采用密度泛函（DFT）方法，研究煤结构中苯硫酚、噻吩和脂肪型硫醚结构与O2反应机理。首先对反应物、产物、中间体和过渡态分子进行几何优化并计算其能量，对每一个驻点进行振动频率分析，其中稳定构型的全部振动频率都是正值，而过渡态构型有且只有一个虚的振动频率。然后，进行了内禀反应坐标（IRC）计算，确认反应物、中间体、产物和过渡态的相关性，证明过渡态的正确连接。分析计算结果得到如下结论：三种结构中噻吩结构最容易被氧化，无需从外界吸收热量，与氧气接触即可被氧化；其次是脂肪型硫醚结构，仅需要从外界吸收2.95kcal·mol-1的能量就能够被氧化；最难氧化的就是苯硫酚结构，要与氧气发生反应至少需要从外界吸收41.69kcal·mol-1的能量。