油頁(yè)巖是一種內(nèi)嵌固體有機(jī)質(zhì)的沉積巖,可以用來(lái)直接燃燒或者進(jìn)行干餾得到石油的補(bǔ)充能源頁(yè)巖油。油頁(yè)巖中的主要有機(jī)成分干酪根是一種有機(jī)高分子聚合物,在熱解過(guò)程中發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化,單一的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究手段已經(jīng)很難改善現(xiàn)有油頁(yè)巖綜合開(kāi)發(fā)利用技術(shù)。因此,必須對(duì)油頁(yè)巖干酪根的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行深層次研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、分子化學(xué)研究的深入及計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)能力的提升,分子模擬在油頁(yè)巖干酪根分子結(jié)構(gòu)的研究中處于日益重要地位。本文以撫順、茂名油頁(yè)巖干酪根13C NMR、XPS與元素分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),構(gòu)建了中國(guó)撫順、茂名油頁(yè)巖干酪根二維平均分子結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)物理密度、化學(xué)鍵濃度對(duì)撫順、茂名油頁(yè)巖干酪根結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了優(yōu)化、精修,使得構(gòu)建的干酪根結(jié)構(gòu)模型物理密度、化學(xué)鍵濃度與實(shí)驗(yàn)匹配良好,從物理密度和化學(xué)鍵角度驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性與合理性。通過(guò)MS(Materials Studio 2017)對(duì)中國(guó)撫順、茂名油頁(yè)巖干酪根二維結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行能量最優(yōu)化的分子動(dòng)力學(xué)模擬,得到其初始優(yōu)化結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)退火模擬,最終獲得全局能量最優(yōu)構(gòu)型,即油頁(yè)巖干酪根分子三維結(jié)構(gòu)模型。在干酪根三維結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行基于密...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
        1.1.1 能源現(xiàn)狀
        1.1.2 油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)與利用
    1.2 本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 油頁(yè)巖結(jié)構(gòu)特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 油頁(yè)巖干酪根二維結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 油頁(yè)巖干酪根三維結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.3 理論研究方法
    1.4 課題研究的主要內(nèi)容
        1.4.1 干酪根分子結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建研究
        1.4.2 干酪根分子結(jié)構(gòu)特性研究
第2章 油頁(yè)巖干酪根二維結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建
    2.1 撫順、茂名干酪根實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
        2.1.1 ¹³C NMR數(shù)據(jù)處理
        2.1.2 XPS數(shù)據(jù)處理
        2.1.3 元素分析及原子比數(shù)據(jù)處理
    2.2 撫順、茂名干酪根二維結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建
        2.2.1 撫順干酪根模型構(gòu)建
        2.2.2 茂名干酪根模型構(gòu)建
        2.2.3 結(jié)構(gòu)模型化學(xué)鍵濃度計(jì)算方法
        2.2.4 實(shí)驗(yàn)化學(xué)鍵濃度計(jì)算方法
        2.2.5 結(jié)構(gòu)模型修正
    2.3 撫順、茂名干酪根結(jié)構(gòu)模型驗(yàn)證
        2.3.1 密度驗(yàn)證
        2.3.2 化學(xué)鍵濃度驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 油頁(yè)巖干酪根三維結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建及反應(yīng)性分析
    3.1 撫順、茂名干酪根三維結(jié)構(gòu)構(gòu)建
        3.1.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬參數(shù)設(shè)定
        3.1.2 量子力學(xué)模擬參數(shù)設(shè)定
        3.1.3 最優(yōu)化模型能量分析
    3.2 撫順干酪根熱解初期反應(yīng)性研究
        3.2.1 分子結(jié)構(gòu)RDF分析
        3.2.2 化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)分布
        3.2.3 化學(xué)鍵鍵級(jí)分析
        3.2.4 靜電勢(shì)分析
    3.3 茂名干酪根熱解初期反應(yīng)性研究
        3.3.1 分子結(jié)構(gòu)RDF分析
        3.3.2 化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)分布
        3.3.3 化學(xué)鍵鍵級(jí)分析
        3.3.4 靜電勢(shì)分析
    3.4 干酪根熱解中后期碳骨架反應(yīng)性研究
        3.4.1 碳骨架中C-C鍵穩(wěn)定性研究
        3.4.2 碳骨架中C-O鍵穩(wěn)定性研究
        3.4.3 碳骨架中自由基對(duì)鄰近化學(xué)鍵穩(wěn)定性研究
        3.4.4 碳骨架熱解中后期化學(xué)鍵斷裂順序預(yù)測(cè)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 油頁(yè)巖干酪根化學(xué)鍵濃度與能量密度特性研究
    4.1 干酪根結(jié)構(gòu)模型的選取
    4.2 干酪根芳碳率特性分析
    4.3 干酪根能量密度特性分析
        4.3.1 干酪根能量密度計(jì)算
        4.3.2 總能量密度特性分析
        4.3.3 價(jià)電子能密度特性分析
        4.3.4 非鍵能密度特性分析
    4.4 干酪根中共價(jià)鍵濃度特性分析
        4.4.1 C-C化學(xué)鍵濃度特性分析
        4.4.2 C-H化學(xué)鍵濃度特性分析
        4.4.3 C-O化學(xué)鍵濃度特性分析
        4.4.4 總化學(xué)鍵濃度特性分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3810054