含硫自燃模型化合物氧化特性研究

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1、硕士学位论文含硫自燃模型化合物氧化特性研究ResearchonGroupOxidationMechanismBasedonSulfur-bearingModelCompound国家自然科学基金项目（51074158）资助作者：魏伟导师：李增华教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TD75学校代码10290UDC622密级公开中国矿业大学硕士学位论文含硫自燃模型化合物氧化特性研究ResearchonGroupOxidationMechanismBasedonSulfur-bearingModelCompound国家自然科学基金（）51074158资助

2、作者魏伟导师李增华申请学位工学硕士培养单位安全工程学院学科专业安全科学与工程研究方向矿井火灾防治答辩委员会主席评阅人二〇一五年五月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢在本论文完成之际，谨向所有在我攻读硕士研究生和完成毕业论文过程中关心、帮助和支持我的人们表示深深的感谢！本论文是在导师李增华教授的悉心指导下完成的。从最初的

3、论文选题，理论分析，实验研究，直到论文的成稿，李老师都给予了耐心的指导和细致的帮助。师从三载，受益匪浅，感触颇深。李老师优秀的做人品质、严谨的治学态度、忘我的工作精神在潜移默化中给学生树立起了典范作用。三年来，李老师引导我严谨向学、积极求实，我的每一点进步都离不开李老师的帮助和教导。在此，谨向恩师致以衷心的感谢和崇高的敬意！感谢国家自然科学基金委员会在本文完成期间提供基金资助！感谢中国矿业大学安全学院全体老师对我学业上的指导与帮助！特别感谢中国矿业大学安全工程学院的杨永良副教授、彭英健博士、季淮君博士、薛丁之硕士、颜景前硕士、王建清硕士、姬洪英硕士、

4、王冕硕士、李金虎硕士、祁强强硕士、司磊磊硕士、辛力硕士等众位师兄弟在我学习和论文写作过程中给予的无私帮助和密切配合！特别感谢我的父母，是你们培养我做人、教育我成长、鼓励我努力进取，是你们给予我无私的支持和鼓励才使我能够顺利完成学业。养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿！最后，非常感谢在百忙之中评审拙文的各位专家和评委们，真诚地期待能够得到你们的指导与斧正！2015年5月于江苏徐州摘要煤炭含有含硫有机物，这些含硫有机物易于氧化，容易自燃，增加了煤的自燃倾向性，同时其燃烧后产生的有害气体对大气环境也造成了严重的污染。研究煤中含硫有机物质自燃

5、的特性和机理对防治煤炭灾害降低损失具有极其重要的现实意义。煤中含硫有机物质的低温氧化是其自燃过程中的一个重要阶段。含硫煤聚合物的大分子由芳香环，含硫官能团和烷基侧链，联接桥键组成。在含硫煤和O2复合作用的过程中，含硫官能团、烷基侧链和联接桥键等活性基团首当其冲，这是含硫煤发生氧化自燃反应的导因。含硫煤分子中芳香环的化学性质非常稳定，很难与O2作用反应。因此可以利用含硫自燃模型化合物模拟相对比较复杂的含硫煤分子来研究含硫煤中有机含硫物质的自燃机理。本文在分析煤表面含硫有机活性基团的基础上，根据煤分子化学结构理论和煤自燃理论，确定了5种含硫自燃模型化合物

6、。通过对所选的含硫自燃模型化合物进行程序升温氧化实验，根据它们的耗氧量、耗氧速率以及氧化产物的生成量和生成速率可以得知：活性基团巯基的活性最大。5种含硫自燃模型化合物中所含活性基团的活性顺序依次排列为：半胱氨酸>苄硫醇>甲基苯基硫醚>二苯硫醚>2-甲基噻吩。综合所选的5种含硫自燃模型化合物的氧化历程，研究分析表明：含硫自燃模型化合物的氧化反应过程是一个复杂的多步反应，部分含硫自燃模型化合物通过与O2吸附并发生一次至多次分解反应，在反应过程中会伴有CO、CO2、SO2气体产物的产生。通过对含硫自燃模型化合物进行低温氛围下的程序升温氧化研究，印证了含硫自

7、燃模型化合物的氧化过程和氧化反应特性与煤炭中含硫活性基团的自燃过程是类似的过程，从而为系统地在化学层面上研究煤炭中含硫活性基团的自燃机理奠定了坚实的实验基础。该论文有图33幅，表6个，参考文献67篇。关键词：煤炭自燃；含硫有机物质；含硫自燃模型化合物；氧化反应过程IAbstractThereexistavarietyofsulfur-containingorganiccompoundsincoal,whicharepronetooxidation,liabletospontaneouscombustion,increasingthespontaneo

8、uscombustiontendency,alsoharmfulgasgeneratedbycombusti