發(fā)布時間：2023-05-07 02:21

　　油頁巖是一種內嵌固體有機質的沉積巖,可以用來直接燃燒或者進行干餾得到石油的補充能源頁巖油。油頁巖中的主要有機成分干酪根是一種有機高分子聚合物,在熱解過程中發(fā)生復雜的物理化學變化,單一的實驗技術研究手段已經(jīng)很難改善現(xiàn)有油頁巖綜合開發(fā)利用技術。因此,必須對油頁巖干酪根的分子結構進行深層次研究。隨著科學技術的發(fā)展、分子化學研究的深入及計算機處理數(shù)據(jù)能力的提升,分子模擬在油頁巖干酪根分子結構的研究中處于日益重要地位。本文以撫順、茂名油頁巖干酪根13C NMR、XPS與元素分析數(shù)據(jù)為基礎,構建了中國撫順、茂名油頁巖干酪根二維平均分子結構模型。通過物理密度、化學鍵濃度對撫順、茂名油頁巖干酪根結構模型進行了優(yōu)化、精修,使得構建的干酪根結構模型物理密度、化學鍵濃度與實驗匹配良好,從物理密度和化學鍵角度驗證了模型的準確性與合理性。通過MS(Materials Studio 2017)對中國撫順、茂名油頁巖干酪根二維結構模型進行能量最優(yōu)化的分子動力學模擬,得到其初始優(yōu)化結構,并在此基礎上進行分子動力學退火模擬,最終獲得全局能量最優(yōu)構型,即油頁巖干酪根分子三維結構模型。在干酪根三維結構模型的基礎上進行基于密...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：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 油頁巖開發(fā)與利用
    1.2 本課題國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 油頁巖結構特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 油頁巖干酪根二維結構的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 油頁巖干酪根三維結構的研究現(xiàn)狀
    1.3 理論研究方法
    1.4 課題研究的主要內容
        1.4.1 干酪根分子結構模型的構建研究
        1.4.2 干酪根分子結構特性研究
第2章 油頁巖干酪根二維結構模型構建
    2.1 撫順、茂名干酪根實驗數(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、茂名干酪根二維結構模型構建
        2.2.1 撫順干酪根模型構建
        2.2.2 茂名干酪根模型構建
        2.2.3 結構模型化學鍵濃度計算方法
        2.2.4 實驗化學鍵濃度計算方法
        2.2.5 結構模型修正
    2.3 撫順、茂名干酪根結構模型驗證
        2.3.1 密度驗證
        2.3.2 化學鍵濃度驗證
    2.4 本章小結
第3章 油頁巖干酪根三維結構模型構建及反應性分析
    3.1 撫順、茂名干酪根三維結構構建
        3.1.1 分子動力學模擬參數(shù)設定
        3.1.2 量子力學模擬參數(shù)設定
        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性研究
        3.2.1 分子結構RDF分析
        3.2.2 化學鍵鍵長分布
        3.2.3 化學鍵鍵級分析
        3.2.4 靜電勢分析
    3.3 茂名干酪根熱解初期反應性研究
        3.3.1 分子結構RDF分析
        3.3.2 化學鍵鍵長分布
        3.3.3 化學鍵鍵級分析
        3.3.4 靜電勢分析
    3.4 干酪根熱解中后期碳骨架反應性研究
        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 碳骨架中自由基對鄰近化學鍵穩(wěn)定性研究
        3.4.4 碳骨架熱解中后期化學鍵斷裂順序預測
    3.5 本章小結
第4章 油頁巖干酪根化學鍵濃度與能量密度特性研究
    4.1 干酪根結構模型的選取
    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 干酪根能量密度計算
        4.3.2 總能量密度特性分析
        4.3.3 價電子能密度特性分析
        4.3.4 非鍵能密度特性分析
    4.4 干酪根中共價鍵濃度特性分析
        4.4.1 C-C化學鍵濃度特性分析
        4.4.2 C-H化學鍵濃度特性分析
        4.4.3 C-O化學鍵濃度特性分析
        4.4.4 總化學鍵濃度特性分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3810054