煤化学理论基础

本书利用量子化学、化工热力学和动力学方法，通过模型化合物以及煤的直接研究，提出煤炭结构与其特性构效关系的理论依据，为煤炭萃取、气化、焦化以及加氢液化奠定了理论基础，对了解俄罗斯现代煤化学原理具有重要借鉴意义。本书的主要特色是在分子层次上认识煤结构、了解几种重要的煤加工转化过程。 主要读者对象为煤化学专业的科研人员、研究生和大学生，以及高校教师。可作为能源化工专业师生教学参考书，也可供煤炭利用问题专家使用。

第1章 煤的一般特性
1.1 煤的起源
1.2 煤作为一种分散体系
1.2.1 水分
1.2.2 矿物杂质
1.2.3 有机质
1.3 煤的化学分析
1.4 煤的工艺指标
1.4.1 反射率
1.4.2 挥发分产率
1.4.3 燃烧热值
1.5 煤的分类
参考文献
第2章 煤结构的光谱分析
2.1 总则
2.1.1 量子数
2.1.2 原子光谱项
2.1.3 测量单位和命名
2.2 红外光谱
2.2.1 方法介绍
2.2.2 煤炭的红外光谱
2.3 核磁共振波谱
2.3.1 方法介绍
2.3.2 煤炭的核磁共振波谱
2.4 电子顺磁共振
2.4.1 方法介绍
2.4.2 煤炭中的顺磁性
2.5 X射线衍射
2.5.1 方法介绍
2.5.2 碳同素异形体的X射线衍射分析
2.5.3 煤的X射线衍射分析
参考文献
第3章 分子系统内能及其与温度的关系
3.1 内能分量平均值定义
3.1.1 平移运动能量
3.1.2 旋转运动能量
3.1.3 振动运动能量
3.1.4 化学反应的热和焓
3.2 化学键能
3.3 内旋转能
3.4 分子间相互作用能
3.5 温度对物质的影响
参考文献
第4章 煤有机质的结构和特性
4.1 分子结构
4.1.1 平均结构单元的概念
4.1.2 结构模型
4.1.3 广义模型
4.2 超分子结构
4.2.1 两相模型
4.2.2 多聚体模型
4.3 结构与性能的关系
4.3.1 分子结构单元数量之间的线性关系
4.3.2 煤镜质体中结构单元数
4.3.3 煤的结构单元和性质
4.3.4 计算煤炭性质的加和方法
4.3.5 煤变质结构参数
4.3.6 煤的温度特性
参考文献
第5章 煤炭有机质片段模型化合物的理化特性
5.1 煤化学研究中模型化合物的近似作用
5.2 π电子结构与共轭分子的反应能力
5.2.1 有效哈密顿函数法
5.2.2 分子轨道能量与第一电子激发态跃迁能
5.2.3 聚合共轭系统的π电子结构
5.2.4 共轭分子的反应能力
5.3 饱和烃的电子结构
5.4 烃C—H和C—C键断裂能
5.5 芳烃的烷基衍生物的反应能力
5.6 煤炭有机质平均组成单位模型化合物的量子化学特点
5.7 模型化合物的酸碱性质
5.8 模型化合物的热化学性质
5.8.1 烷烃
5.8.2 烷烃衍生物
5.8.3 芳香族化合物及其衍生物
5.9 模型化合物热力学函数的加成计算法
5.10 对脱除杂原子N、O、S反应的热力学研究
参考文献
第6章 煤的化学转化
6.1 煤化学的热力学研究方法
6.1.1 平衡常数表达式
6.1.2 普通化学反应系统平衡组分计算
6.1.3 用统计力学法确定热力学函数的平移、旋转和振荡分量
6.1.4 氢分子热分解反应
6.1.5 两相多组分系统平衡组分的计算方法
6.2 萃取
6.2.1 溶剂的理化性质和煤的溶解度
6.2.2 镜质组的分子间作用能和希尔布莱德溶解度参数
6.2.3 煤的溶胀度和萃取物产率与溶剂理化参数的关系
6.3 煤的热加工过程
6.3.1 煤热分解的一般特性
6.3.2 煤的还原指数
6.3.3 煤热解的动力学模型
6.3.4 快速加热
6.3.5 利用热解重量分析数据计算煤的热分解动力参数
6.3.6 煤气化过程中平衡气相组分的热力学计算
6.3.7 燃烧过程中产生烟气的理论温度计算
6.3.8 煤的结构特点与结焦性
6.3.9 焦炭反应能力指数
6.4 煤的加氢反应
6.4.1 概况
6.4.2 主要加氢反应的热力学特性
6.4.3 温度和压力的作用
6.4.4 供氢体和氢载体的作用
6.4.5 溶剂的作用
6.4.6 煤加氢液化过程的催化剂
6.4.7 煤加氢液化过程的动力学特性
参考文献
后记