[发明专利]一种褐煤分子结构模型的构建与优化方法

权利要求书

1.一种褐煤分子结构模型的构建与优化方法，其特征在于，包括：

采集并处理褐煤样本，获取褐煤实验样品；

分析所述褐煤实验样品，获取所述褐煤实验样品的元素分析结果、芳香烃、脂肪烃及各类含氧官能团的含量、碳结构参数；

基于所述元素分析结果、所述芳香烃、脂肪烃及各类含氧官能团的含量、所述碳结构参数，计算褐煤的碳原子数，获得芳香簇尺寸，确定褐煤的芳香结构单元的组成特征和数量；

基于芳香结构单元组成特征和数量，计算褐煤的总碳原子数和脂肪碳原子数；

基于所述芳香烃、脂肪烃及各类含氧官能团的含量，获取褐煤中含氧官能团的类别和数量，

设计氮元素和硫元素的结构形式；

基于所述褐煤的芳香结构单元的组成特征和数量、所述褐煤的总碳原子数和脂肪碳原子数、所述褐煤中含氧官能团的类别和数量及所述氮元素和硫元素的结构形式，构建褐煤分子结构模型。

2.根据权利要求1所述的褐煤分子结构模型的构建与优化方法，其特征在于，所述分析所述褐煤实验样品包括：

对褐煤实验样品进行红外光谱分析，获取所述芳香烃、脂肪烃及各类含氧官能团的含量；

利用核磁共振波谱仪，采用交叉极化结合魔角旋转CPMAS及消除旋转边带TOSS对所述褐煤实验样品进行测试，获得所述结构参数。

3.根据权利要求1或2所述的褐煤分子结构模型的构建与优化方法，其特征在于，所述结构参数包括芳香碳、化学位移l65ppm的羰基碳、芳环碳、非质子化碳、质子化碳、酚或芳醚碳、烷基取代芳碳、桥接芳碳、脂肪碳、脂甲基、芳甲基、季碳、亚甲基、氧接脂碳。

4.根据权利要求1所述的褐煤分子结构模型的构建与优化方法，其特征在于，利用摩尔分数x_b与单位芳香族碳C原子数的关系曲线，获得所述芳香簇尺寸。

5.根据权利要求1所述的褐煤分子结构模型的构建与优化方法，其特征在于，确定所述褐煤的芳香结构单元的组成特征和数量的过程中，对不同所述芳香结构单元进行调整、优化、组合，组合后的桥碳和周碳之比与原煤中的数值保持一致。

6.根据权利要求1所述的褐煤分子结构模型的构建与优化方法，其特征在于，所述褐煤的碳原子数及其他参数的碳原子数包括芳碳原子数、周碳原子数、桥碳原子数、取代芳碳原子数、脂肪碳原子数、脂肪链上的≡CH和＝CH₂碳原子数、脂肪链上的非质子化碳和-CH3碳原子数、芳香簇内总碳原子数。

7.根据权利要求1所述的褐煤分子结构模型的构建与优化方法，其特征在于，所述氮元素的结构形式包括吡咯和吡啶，所述硫元素的结构形式包括硫醇。

8.根据权利要求1所述的褐煤分子结构模型的构建与优化方法，其特征在于，构建所述褐煤分子结构模型包括：

基于所述褐煤的芳香结构单元的组成特征和数量、所述褐煤的总碳原子数和脂肪碳原子数、所述褐煤中含氧官能团的类别和数量及所述氮元素和硫元素的结构形式，构建初始褐煤分子结构模型，

对所述初始褐煤分子结构模型进行¹³C-NMR预测计算，在保持芳香单元和芳香度不变的前提下，调整褐煤分子结构模型谱图信息，构建所述褐煤分子结构模型。