导读:本文包含了含氧模型化合物论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:官能团,模型,化合物,密度,氢键,褐煤,理论。
含氧模型化合物论文文献综述
姜雷霄[1]（2018）在《以模型化合物研究含氧官能团对碳基燃料气化过程的影响》一文中研究指出碳基燃料气化技术是一种清洁的能源利用方式,进一步提高气化效率,需要对焦的气化反应机理进行深入研究。含氧官能团可以提高煤焦气化活性,通过模型化合物可以实现对含氧官能团作用机理的单一变量研究。煤、生物质等碳基燃料热解后期会趋于石墨化,本文以氧化石墨烯(GO)和高定向热解石墨(HOPG)为模型化合物研究含氧官能团对碳基燃料气化的影响机理。采用Hummers氧化的方法制备不同氧化程度的GO,并进一步羧基化调控,在表面形成不同种类和数量的含氧官能团,采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)进行表征。采用微型流化床多阶段反应系统研究不同含氧官能团含量的GO气化过程。通过过程质谱仪分析气化气体产物来表征不同样品的气化反应性。在非催化和催化气化反应中,含氧官能团的加入都能显着提高石墨的气化反应性,羧基化的处理尤为显着。通过与FTIR、XPS测试得到的含氧官能团数据进行对比分析,得出C-O-C对水蒸气气化反应过程影响很小,COOH是对气化反应最有利的含氧官能团,不仅提高了气化反应性,也提高了气化过程中H2、CO和CO2的产气速率。在水平炉固定床反应系统上分别对HOPG和GO进行气化刻蚀过程,并用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等进行表征,对比分析含氧官能团对碳的体扩散过程的影响。无含氧官能团的HOPG气化初期会刻蚀形成六边形坑和沟槽,通过SEM和AFM等观察对碳的体扩散过程机理进行解释。氧化后的HOPG由于边缘上半醌基团的增多,促进气化过程的边缘侵蚀,使得刻蚀坑由六边形向圆形发展。与HOPG刻蚀方式不同的是,GO通过形成无规则刻蚀孔的方式进行气化。大量含氧官能团的引入破坏了碳原子层的六边形网格结构,使刻蚀无法再按石墨晶格形成规则的形状。不同催化剂下、温度和气化剂,会导致形成不同类型和尺寸的刻蚀孔。在焦炭上进行的相同条件下的刻蚀同样会形成孔结构,证明模型化合物研究方法的合理性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
肖剑[2]（2017）在《褐煤中含氧和含氮化合物的分析及其模型化合物与水的氢键作用》一文中研究指出褐煤中有机氧和有机氮与水分子之间的氢键作用导致褐煤中富含难以脱除的“分子水”,从而限制了褐煤的高效利用。本论文采用实验和理论计算相结合的方法研究了山西霍州(HZ)和内蒙古兴和(XH)两种褐煤中有机氧和有机氮的赋存形态及其与水的氢键相互作用。首先利用石油醚、二硫化碳、甲醇、丙酮和等体积二硫化碳/丙酮混合溶剂对褐煤进行分级萃取将褐煤有机质中游离的小分子化合物溶出得到萃取物,再利用甲苯、甲醇、丙酮和等体积甲苯/甲醇混合溶剂对萃余煤在320 ℃进行热溶解聚将褐煤有机质中可溶大分子团簇和以较弱含氧桥键相连的组分溶出得到热溶物。利用元素分析仪、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析仪(TGA)分析原煤、萃余煤和热溶残渣中有机氧和有机氮含量和赋存形态,并利用FTIR和气相色谱质谱联用(GC/MS)分析萃取物和热溶物中含氧和含氮有机化合物的组成和结构特征。在实验结果的基础上,选择或构建一系列褐煤中有机氧和有机氮的相关模型化合物,结合密度泛函理论(DFT)和分子中的原子理论(AIM),采用量子化学计算方法研究模型化合物与水分子的氢键作用,从而揭示两种褐煤中有机氧和有机氮与水的相互作用机理以及水的存在形态。HZ和XH分级萃取萃取物总产率分别为7.03%和7.86%,其中在甲醇中的萃取物产率分别为3.53%和4.17%,可能是由于甲醇能与煤中可溶小分子化合物形成氢键,削弱或破坏了可溶小分子化合物与褐煤有机大分子骨架的原有氢键。甲苯和甲醇在热溶过程中具有一定协同作用,因此HZ和XH萃余煤在等体积甲苯/甲醇混合溶剂中的热溶物产率分别可达45.76%和40.14%。GC/MS分析表明萃取物中含氧化合物(OCOCs)主要以酮、醚、醇、酚类化合物为主,而热溶物中OCOCs以酚、酮、酯和醇类化合物为主;萃取物中含氮化合物(NCOCs)主要以胺、吡啶、腈和硝基类化合物为主,而热溶物中NCOCs则以胺、吡唑、咪唑和吡啶类化合物为主。与原煤FTIR谱图相比,萃余煤和热溶残渣FTIR谱图中缔合羟基、C=O和C-O-C的伸缩振动峰强度也明显减弱。XPS分析表明两种褐煤有机氧主要以羰基(C=O)、碳氧单键类(C-O)和羧基(COO-)形式存在,而有机氮主要以吡啶氮(N-6)、氨基氮(N-NH_3)、吡咯氮(N-5)、季氮(N-Q)和吡啶氧化物(N-6-O)存在。与原煤相比,萃余煤和热溶残渣C-O含量较低,N-5和N-6含量较高,而N-6-O在热溶残渣中完全消失。此外,HZ和XH不同溶剂热溶残渣中氧含量最低分别为10.10%和11.30%,说明褐煤中有机氧化合物在热溶过程中较易溶出。然而,热溶残渣中的氮含量与原煤接近,说明褐煤中有机氮化合物主要以缩合含氮杂环为主,较难溶出。以苯酚为褐煤中酚类模型化合物在B3LYP/6-311++G**水平上计算其与水的氢键作用。结果表明,苯酚可与水形成多种结构形式的苯酚-(H_2O)n(n=1-3)复合物,且以酚羟基上形成一个O-H···O氢键并终止于O···H-O氢键的水链构型复合物最为稳定。在M06-2X/6-311+G**水平上计算了24个含氧官能团和14个含氮官能团与水的氢键相互作用。结果表明,含氧官能团与水的氢键结合能力依次为:羧基>酯基>酚羟基>羰基>醇羟基>醚基>苯环π电子云,含氮官能团与水氢键结合能力依次为:酰胺>吡啶氧>吡啶>喹啉>苯胺>咔唑>吡咯>苯腈;不同官能团之间存在的协同效应增强了它们与水的氢键作用。在M06-2X/6-31+G*水平上计算了有机氧褐煤基本结构单元模型(UMO)和有机氮褐煤基本结构单元模型(UMN)与水的氢键作用。结果表明,这些结构单元模型可与水分子形成多种形式的UMO-(H2O)n(n=1-16)和UMN-(H_2O)n(n=1-12)复合物;水分子在UMO上以形成笼状水团簇为主,在UMN上以形成膜状水团簇为主,并且水的团簇结构中四元环状构型是最主要的一种存在形式。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2017-05-01）
汤海燕,赵茂爽,冯莉,曹泽星[3]（2014）在《褐煤模型化合物中含氧官能团脱出反应的理论研究》一文中研究指出选取苯甲酸和苯酚作为褐煤含氧官能团模型化合物,采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP泛函和6-311+G(d,p)基组,研究了羧基和羟基可能的脱出反应机理.结果表明,不同含氧官能团脱出方式不同,脱出所需的能量也有差异;含有羧基物质的自催化交联脱羧是相对容易发生的反应;考虑到水分子对含氧官能团脱出的影响,选取甲酸和丙叁醇作为褐煤含氧官能团模型,研究了水分子参与反应的过渡态结构及其反应活化能的变化,结果表明,反应中水分子作为质子传递介质能降低反应活化能,加快反应速率,一般1~2个水分子的催化效果较佳;同时研究了Na+,K+及其羧酸盐对丙叁醇中羟基脱出反应过渡态结构和反应活化能的影响,表明Na+和K+均能与模型化合物形成络合物,稳定过渡态结构,降低活化能,其中Na+的催化效果更佳;与单纯的离子相比,K+羧酸盐催化效果变化不大,Na+羧酸盐催化能力降低幅度较大.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2014年11期）
陈永健[4]（2013）在《含氧官能团模型化合物对煤直接液化的影响研究》一文中研究指出氧元素是煤中重要组成元素之一,低阶烟煤中氧原子含量大约介于10-20%,存在形态主要是酚羟基和羰基,还有呋喃和醚键等。氧在煤结构中属于活泼元素,液化时极易起反应,不同的含氧官能团对煤炭液化及其它加工利用影响较大。有学者认为煤液化时不希望发生的逆反应(缩聚反应)是和煤中酚羟基的含量多少相联系的,特别是在羟基含量比较高的低阶煤中。因此,本文研究了不同种类低阶烟煤中氧的含量及其分布差异,探索了氧元素在煤直接液化中的影响及迁移规律。本文选择了两种低阶烟煤,研究了两种含氧官能团模型化合物萘酚、葸醌对煤液化及液化产物的影响。首先,对煤样进行了ZnCl2浮选及HCl-HF酸洗脱灰处理,使煤样中的矿物质含量达到本实验要求(≤2.00%)。通过红外分析发现预处理后煤样中的有机大分子结构基本没有变化,因此可以认为对原煤的化学性质没有影响。其次,运用热重分析仪对煤样的热解性质进行了分析,表明400-450℃是两种煤样的最佳液化温度区间。使用WHF型威海自控反应釜对两种洗煤进行了液化试验,计算了液化产物的产率。在供氢溶剂为四氢萘条件下,发现萘酚、蒽醌能促进原平煤液化反应的进行,而萘酚对阳方口煤几乎没有影响,蒽醌对阳方口煤样虽然也有促进作用,但是影响较小。而在非供氢溶剂1-甲基萘条件下,萘酚对原平煤起副作用,在液化中会发生缩聚反应,对煤液化反应不利。最后,通过对原平煤液化产物的分析主要得出以下结论：(1)气体产物组分主要包括CH4、C2H6,少量的CO、CO2、NH3、H2S以及微量的C2H4等烃类气体,各气体组分含量受溶剂供氢能力强弱的影响较大,但对气体组成几乎没有影响。另外,在煤中加入萘酚、蒽醌使气体产率降低,并对气体中各组分的含量有一定影响。随着萘酚、蒽醌加入量的增加,CO、和C2H6的产率有增加的趋势,而CH4呈现下降的趋势,C02含量基本保持不变。由于液化气体中的C2H4含量较少,也基本没有变化。(2)萘酚、葸醌对煤液化产物中的油、沥青烯组分、前沥青烯组分都有一定影响。无论在那种溶剂条件下,在煤中加入萘酚、葸醌可以增大油中的碳含量、降低H/C、O/C。在非供氢溶剂1-甲基萘的条件下,加入萘酚更能降低油中的O/C,而增加油中的氮、硫含量,说明供氢溶剂能影响煤中杂原子氧、氮、硫的脱除。在供氢溶剂为四氢萘的条件下,加入萘酚、蒽醌可以增加沥青浠和前沥青浠中的O/C,降低二者组分之中的碳含量和H/C。(3)加入萘酚,沥青烯组分中酚类及脂肪烃组分有增加的趋势,而葸醌只使脂肪烃组分含量增加。而加入葸醌、萘酚可以使前沥青烯组分中的羟基官能团减少,对2928cm-1处的官能团影响也比较明显。(4)通过残渣的分析,可以看出残渣中的杂原子含量较高,说明液化后大部分杂原子还是残留在残渣中。尤其残渣中氧含量在四氢萘条件下的明显高于甲基萘的,这可能与溶剂供氢能力差使残渣产率过高有关。(5)煤液化后,煤中的杂原子除一部分仍然滞留在液化残渣中,40%左右的氧转化为水,而45%左右的氮、80%左右的硫转移到气体产物中,而且酚类、醌类中的氧大部分转化为水。(6)原平煤液化断裂的官能团主要包括断裂煤中的OH-(?)键、自缔合羟基、芳烃醚氧键。原平煤液化残渣的热解能力下降,但仍具有一定的热解能力,失重量约为15%。(本文来源于《太原理工大学》期刊2013-05-01）
包建国[5]（2010）在《含氧模型化合物加氢脱氧催化剂的制备及其反应性能》一文中研究指出随着原油重质化问题日趋严重,煤转化油和生物质燃油成为理想的可代替能源。然而含氧量过高导致初级产品燃烧热低、热稳定性差、易聚合和影响油品深度精制过程的催化剂性能等缺陷大大阻碍了这些油品的广泛使用。为了解决这一问题,选择合适的催化剂对其进行加氢脱氧精制成为提高油品品质的关键。本文采用不同方法对活性氧化铝载体进行了改性,通过超声波-共沸蒸馏方法制备了大孔容与大孔径的活性氧化铝载体,并利用超声波共沉淀法制备了一系列不同Zr含量的锆铝复合载体,并利用这些载体制备了系列CoMo基负载型催化剂。同时,制备了非晶态硼钼氧化物催化剂,采用BET、XRD、SEM、SEM-EDS、XPS、FTIR、Py-FTIR和TGA等对载体和催化剂进行了表征,并以苯酚为模型化合物,考察了这些催化剂的加氢脱氧性能。结果表明,活性Al_2O_3载体和ZrO_2/Al_2O_3复合载体具有较大的比表面积、孔容和较集中的孔分布。复合载体中,ZrO_2和Al_2O_3分别以单斜晶型和γ-Al_2O_3晶型存在,其中所制得的ZA-26复合载体单斜晶型ZrO_2和γ-Al_2O_3特征峰宽而尖锐,ZA-17样品的单斜晶型并不明显,ZA-50样品没有出现明显的衍射特征峰。样品ZA-26的ZrO_2以纳米级粒子均匀分布在γ-Al_2O_3表面上。相对于复合载ZA-17,样品ZA-50的表面B酸含量较多,而样品ZA-17主要为L酸,几乎不含B酸。与钴钼基单一金属氧化物催化剂相比, ZrO_2-Al_2O_3复合载体能高度分散活性组分,钴钼负载量接近其在载体上的单层分散阈值。CoMo/ZrO_2-Al_2O_3催化剂较CoMo/Al_2O_3催化剂具有较高的还原性能和较多的表面酸性活性中心。苯酚加氢脱氧(HDO)反应表明,催化剂CoMo/ZrA1-50苯酚加氢脱氧转化率最高,达84.7%,产物苯的选择性为93.3%。以苯酚转化率表示的催化剂活性次序为:CoMo/ZrA1-50>CoMo/ZrA1-17>CoMo/ZrA1-26>CoMo/ZrO_2>CoMo/A1_2O_3>C_oM_o/A1_2O_3(普)。在冰浴与超声波两种条件下制备的硼钼氧化物催化剂均为非晶态结构;Mo只有部分被还原,在冰浴法制备的催化剂中Mo以+4与+6价存在,超声波法制备的催化剂中Mo以+5与+6价存在;冰浴法有利于Mo4+的生成;冰浴下所制备的催化剂具有更高的热稳定性以及表现出优良的加氢脱氧活性,在225℃下苯酚的转化率79.3%,远高于同温度下超声波法所制备的催化剂对苯酚的转化率(46.8%)。(本文来源于《湘潭大学》期刊2010-05-01）
赵俐娟,凌丽霞,章日光,柳学芳,王宝俊[6]（2008）在《煤相关含氧模型化合物苯甲醚热解机理的量子化学研究》一文中研究指出采用量子化学密度泛函理论方法对煤相关含氧模型化合物苯甲醚热解异构化反应的热力学和动力学进行了分析,确定了苯甲醚热解异构化生成邻位、对位甲酚的反应路径为两条平行的连串反应,且分别生成产率相当的邻位和对位甲酚。苯甲醚中O—CH3键的均裂为决速步骤,其活化能为285.90kJ.mol-1(1000K),从理论上解释了邻位和对位甲基取代的环己二烯酮中间体在反应中的存在。(本文来源于《化工学报》期刊2008年08期）
赵俐娟[7]（2008）在《类煤结构含氧模型化合物热解机理的量子化学研究》一文中研究指出量子化学计算方法在煤化学中的应用,已逐步深入到探索煤的结构与反应性之间关系的研究,逐渐形成了一个新的研究领域。其计算不受条件的限制,可以完成一些难以通过实验手段完成或实验误差较大的研究工作。同时,基于第一原理的量子化学计算方法能可靠的对所选模型分子进行计算,从而进行理论的分析和研究。目前,量子化学计算方法已经为处理煤结构提供了一种切实可行的研究手段。本论文研究采用密度泛函理论计算模块Dmol~3,在DND基组水平上对类煤结构含氧模型化合物苯甲醚、苯甲酸和苯甲醛的热解机理进行计算研究,得到了上述各分子几何全优化后的微观结构参数、热力学和动力学函数的变化等,经分析后得到如下4个结论:(1)本论文所选择的计算方法和基组对所选的含氧模型化合物的计算是可靠的,计算结果能够很好的与实验结果吻合。(2)代表煤中含醚氧键官能团的模型化合物苯甲醚在较高温度下分解得到邻、对位取代的甲酚产物经历了邻(对)甲基取代的环己二烯酮中间体。由热力学和动力学数据分析可得,基于苯氧基自由基共轭结构而设计的叁条反应路径中,实际可能存在两条平行的连串反应路径。(3)煤中气体分子CO_2、CO的逸出与脱羧、脱羰基反应相对应,羰基的脱除反应活化能较大,即CO的脱除较CO_2难于发生。(4)低温脱羧反应经由分子内氢转移机理所需活化能和其对分子稳定结构的影响均较小,相对于分子内化学键发生均裂的自由基反应机理,氢转移机理是煤低温热解时较易发生的过程。煤的低温交联反应与脱羧反应并无直接关联。(本文来源于《太原理工大学》期刊2008-05-01）
刘生玉[8]（2004）在《中国典型动力煤及含氧模型化合物热解过程的化学基础研究》一文中研究指出煤的热转化是当前煤炭加工利用中最重要的过程，而煤热解是煤转化的最基本过程。煤无论是进行燃烧，还是气化、液化、干馏，都有煤的热解作为其初始和伴随反应，对后面的转化步骤有重要影响，煤的热解与煤的热加工技术关系极为密切，煤热解过程的深入研究对煤的热加工转化过程有直接的指导作用。本文从煤、有机显微组分、煤抽提物和具有准确分子结构模型化合物不同尺度重点研究我国典型动力煤种热解过程中其有效组分的转化特征，主要包括以下几方面内容： 1．选取了10种中国典型动力煤种，系统考察了不同热解条件下煤热解产物的分布、逸出规律、组成和性质；研究和探讨了煤中C、H、O元素不同热解温度下在产物中的分布及其变化规律。主要结论如下： 煤在热解过程中，700℃时大部分的挥发分已经释放，与此对应的是在300-700℃温度范围，气相和液相产物的产率快速增加。900℃时煤中的碳大部分残留在焦中，而H和O元素在焦中存在很少，绝大部分以焦油和气体产物的形式释放出去。在400-700℃温度范围内，焦中的碳所占的比例呈明显的下降趋势，相对应的是进入热解气体和焦油中碳呈增加趋势。400-700℃温度范围内大量的烃类气体和焦油产生，使得焦中氢迅速减少。700℃以后，焦中氢比例仍然呈下降趋势，主要是由于热缩聚反应放出氢气造成的。超过75％以上的煤中氧进入到了热解含氧气体，只有不到10％的氧进入到焦油中，焦中氧含量降低主要发生在400-700℃。热解气体中各组分的逸出规律明显不同。从10种煤的各热解产物释放随温度的变化规律看，热解产物的释放强烈依赖于热解温度，对煤阶不敏感，但是产物的释放量与煤阶密切相关。 2．采用热重分析仪和热解-红外光谱联用仪(Py-FTIR)考察了神府镜煤四氢呋喃抽提物的热解过程。热重的研究结果表明：抽提物的热解失重行为与镜煤的热解失重行为有很大不同，抽提物有两个明显的DTG峰，190℃左右时出现一个DTG峰，在439℃出现第二个DTG峰，与镜煤相比，抽提物的失重速率显着高于镜煤，且最大失重峰向低温区移动。抽提物的热解产物中脂肪烃的释放量多于镜煤，而且脂肪烃类产物释放的温度区间小，说明脂肪烃的释放更集中和快速， 太原理工大学博士学位论文但是甲烷的生成量明显少于镜煤;抽提物热解产物中有少量的co:生成，几乎没有产生CO。热解过程中抽提物易融化、膨胀。 3.对两种有机显微组分热解特性和差异进行了比较研究，实验结果表明:镜质组的失重量比丝质组大，镜质组达到最大失重速率的温度小于丝质组。镜质组热解产物中的脂肪烃含量要大于丝质组和原煤;原煤的甲烷放出最大，镜质组其次，丝质组最少。CO:的释放量由大到小的顺序是丝质组>原煤>镜质组，而且丝质组CO:释放温度范围要大于原煤和镜质组。 4.选取了12种与煤分子结构中含氧官能团相关的含氧模型化合物，系统考察这些含氧模型化合物热解特性，结合实验结果对上述含氧模型化合物的热解机理进行了分析和推断，得出了下面的结论: 芳香酸的热解机理主要是正离子型机理，自由基机理的可能性较小。酚在受热的情况下会放出HZ，并确认是由于分子中O一H键断裂而产生的，O一H键断裂后生成酚氧基(C6H50)，而且酚的热分解不会导致分子内的C一O键的断裂。可以肯定酚类的热解过程有CO的丢失，并伴随六元的芳香环变为五元环。芳香酮主要发生a碎裂，醛类的质谱行为与酮类是很相似的，也是通过。碎裂形成偶电子离子，然后通过i碎裂过程失去CO。烷氧基热解的一条路线是烷氧基中的氧以CO的形式放出，另一条路线是烷氧基中的氧形成酚轻基，失掉烷基，醚键的断裂伴随着酚轻基的形成。杂环氧的热解可以产生CO，但热分解的温度高，并伴随着环的破裂。 5.考察了高邻土、蒙脱石粘土矿物质对直链烷烃的催化裂解，结果表明，矿物质对直链烷烃的催化裂解生烃的效果是明显的，其中蒙脱石的催化作用最大。氧化钙和Y一A120。是通过吸附裂解对挥发分的释放起抑制作用。 6.芳烃上的甲基的断裂产生甲基自由基的过程需要较高的温度，与甲基苯或多甲基取代苯相比，乙基苯或更长链的烷基取代苯热解更易产生甲基自由基，产物中的甲烷量要多。(本文来源于《太原理工大学》期刊2004-01-18）
肖丰收,福冈淳,市川胜,郭燮贤[9]（1990）在《氧化镁担载的[PPN]_2[Ru_3(CO)_9CCO]作为C_2含氧化合物模型的表面金属有机化学的研究》一文中研究指出用原位红外光谱法研究了负载于MgO表面上的〔PPN〕_2〔Ru_3(CO)_9CCO〕簇合物。发现表面物类同MgO的抽空脱水温度有很大关系。在573K以下脱水的氧化镁上〔PPN〕_2〔Ru_3-(CO)_9CCO〕吸附后,其v_(?)=o的红外谱基本保持乙烯酮钌簇合物的原来特征,〔Ru_3(CO)_9-CCO〕~(2-)离子和表面的电荷相互作用只引起线式和桥式CO谱带的轻微位移。抽空脱水温度超过613K时,除了〔Ru_3(CO)_9CCO〕~(2-)的特征光谱外,还出现2068,2030和1999cm~(-1)新谱带,归因于Mg-OH同〔Ru_3(CO)_9CCO〕~(2-)反应部分地形成〔HRu_3(CO)_9CCO〕~-.TPD-IR研究揭示了〔Ru_3(CO)_9CCO〕~(2-)/MgO的热稳定性远大于〔PPN〕_2〔Ru_3(CO)_9CCO〕固体。在CO气氛下,〔Ru_3(CO)_9CCO〕~(2-)同CH_3I很易反应,v_(?)=o谱带的变化说明反应后有乙酰基生成,v_(?)=o谱带出现在1635cm~(-1)。这种含乙酰基的叁钌化合物〔Ru_3(CO)_9CC(O)CH_3〕~-对CO+H_2合成C_2含氧物的机理研究,可能有模型化合物的意义。(本文来源于《催化学报》期刊1990年04期）
含氧模型化合物论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
褐煤中有机氧和有机氮与水分子之间的氢键作用导致褐煤中富含难以脱除的“分子水”,从而限制了褐煤的高效利用。本论文采用实验和理论计算相结合的方法研究了山西霍州(HZ)和内蒙古兴和(XH)两种褐煤中有机氧和有机氮的赋存形态及其与水的氢键相互作用。首先利用石油醚、二硫化碳、甲醇、丙酮和等体积二硫化碳/丙酮混合溶剂对褐煤进行分级萃取将褐煤有机质中游离的小分子化合物溶出得到萃取物,再利用甲苯、甲醇、丙酮和等体积甲苯/甲醇混合溶剂对萃余煤在320 ℃进行热溶解聚将褐煤有机质中可溶大分子团簇和以较弱含氧桥键相连的组分溶出得到热溶物。利用元素分析仪、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析仪(TGA)分析原煤、萃余煤和热溶残渣中有机氧和有机氮含量和赋存形态,并利用FTIR和气相色谱质谱联用(GC/MS)分析萃取物和热溶物中含氧和含氮有机化合物的组成和结构特征。在实验结果的基础上,选择或构建一系列褐煤中有机氧和有机氮的相关模型化合物,结合密度泛函理论(DFT)和分子中的原子理论(AIM),采用量子化学计算方法研究模型化合物与水分子的氢键作用,从而揭示两种褐煤中有机氧和有机氮与水的相互作用机理以及水的存在形态。HZ和XH分级萃取萃取物总产率分别为7.03%和7.86%,其中在甲醇中的萃取物产率分别为3.53%和4.17%,可能是由于甲醇能与煤中可溶小分子化合物形成氢键,削弱或破坏了可溶小分子化合物与褐煤有机大分子骨架的原有氢键。甲苯和甲醇在热溶过程中具有一定协同作用,因此HZ和XH萃余煤在等体积甲苯/甲醇混合溶剂中的热溶物产率分别可达45.76%和40.14%。GC/MS分析表明萃取物中含氧化合物(OCOCs)主要以酮、醚、醇、酚类化合物为主,而热溶物中OCOCs以酚、酮、酯和醇类化合物为主;萃取物中含氮化合物(NCOCs)主要以胺、吡啶、腈和硝基类化合物为主,而热溶物中NCOCs则以胺、吡唑、咪唑和吡啶类化合物为主。与原煤FTIR谱图相比,萃余煤和热溶残渣FTIR谱图中缔合羟基、C=O和C-O-C的伸缩振动峰强度也明显减弱。XPS分析表明两种褐煤有机氧主要以羰基(C=O)、碳氧单键类(C-O)和羧基(COO-)形式存在,而有机氮主要以吡啶氮(N-6)、氨基氮(N-NH_3)、吡咯氮(N-5)、季氮(N-Q)和吡啶氧化物(N-6-O)存在。与原煤相比,萃余煤和热溶残渣C-O含量较低,N-5和N-6含量较高,而N-6-O在热溶残渣中完全消失。此外,HZ和XH不同溶剂热溶残渣中氧含量最低分别为10.10%和11.30%,说明褐煤中有机氧化合物在热溶过程中较易溶出。然而,热溶残渣中的氮含量与原煤接近,说明褐煤中有机氮化合物主要以缩合含氮杂环为主,较难溶出。以苯酚为褐煤中酚类模型化合物在B3LYP/6-311++G**水平上计算其与水的氢键作用。结果表明,苯酚可与水形成多种结构形式的苯酚-(H_2O)n(n=1-3)复合物,且以酚羟基上形成一个O-H···O氢键并终止于O···H-O氢键的水链构型复合物最为稳定。在M06-2X/6-311+G**水平上计算了24个含氧官能团和14个含氮官能团与水的氢键相互作用。结果表明,含氧官能团与水的氢键结合能力依次为:羧基>酯基>酚羟基>羰基>醇羟基>醚基>苯环π电子云,含氮官能团与水氢键结合能力依次为:酰胺>吡啶氧>吡啶>喹啉>苯胺>咔唑>吡咯>苯腈;不同官能团之间存在的协同效应增强了它们与水的氢键作用。在M06-2X/6-31+G*水平上计算了有机氧褐煤基本结构单元模型(UMO)和有机氮褐煤基本结构单元模型(UMN)与水的氢键作用。结果表明,这些结构单元模型可与水分子形成多种形式的UMO-(H2O)n(n=1-16)和UMN-(H_2O)n(n=1-12)复合物;水分子在UMO上以形成笼状水团簇为主,在UMN上以形成膜状水团簇为主,并且水的团簇结构中四元环状构型是最主要的一种存在形式。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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