影响煤炭自发燃烧的含异环化合物的反应机制
Mengmeng Zhang1,2, Zhilin Xi1,2, Zhensen Gong1,2
1School of Environmental Science and Safety Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China.
含的异环化合物,如醇和胺,通过与氧反应加速煤炭的自我加热,形成基和水. 这种循环反应受激活能量和温度的影响,XPS分析证实了这一点.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 煤炭自热是采矿中的一个重大安全问题.
- 含的异环化合物存在于煤炭中,可以影响其反应性.
- 了解反应机制对于防止自燃至关重要.
研究的目的:
- 阐明煤炭自加热中含有的异环化合物 (醇,胺,醇,醇,醇,醇) 的反应机制和热力学特征.
- 确定这些化合物在氧化途径中的作用.
- 研究激活能对这些反应的影响.
主要方法:
- 量子化学计算被用来建模反应路径和计算激活能量.
- 进行了X射线光电子光谱 (XPS) 实验,以分析不同温度下化学成分的变化.
- 评估了反应的热力学特征.
主要成果:
- 含的异环化合物与O2的反应由H原子捕获开始,形成OOH和有机基.
- 这些反应的激活能在研究的化合物之间有显著的差异 (例如,氨酸的激活能为21.004 kJ/mol,醇的激活能为118.15 kJ/mol).
- 涉及基 (·OH) 和异环化合物的循环连锁反应导致H2O和有机基的形成,加速自我加热.
结论:
- 含的异环化合物在启动和传播煤炭自热反应中起着至关重要的作用.
- 在高温下观察到的N-5和N-6含量下降与氧化过程的激活能相关.
- 这些发现为煤炭自燃的化学动力学提供了基本的见解.
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