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硅藻土抑制瓦斯爆炸的微观机理分析
文献摘要：
基于量子化学理论,利用过渡态方法和吸附理论对硅藻土抑制瓦斯爆炸机理进行了分析.以甲烷氧化初始链式反应为切入点,分析了硅藻土中2种主要硅醇(孤立硅醇和连生硅醇)与其关键中间产物(·H,·OH和HCHO)的相互作用.从动力学角度,利用反应能垒和反应速率常数随温度变化(25～1 000℃)的相互关系说明了硅藻土与自由基反应对链式反应的影响;从吸附角度,利用吸附能和弱相互作用可视化分析说明了硅藻土对HCHO的物理吸附所属弱相互作用类型及吸附对链式反应的影响.结果表明:①硅藻土中的2种常见结构——孤立硅醇和连生硅醇,在与自由基的反应中表现出不同的性质.其中连生硅醇具备更好的抑制效果,在31℃时,便开始影响链式反应;在122℃时,与对应甲烷氧化链式反应达到相同速率,有效减弱链式反应;在259℃及更高温度时,有效抑制链式反应(为链式反应速率的10倍以上).②硅藻土由于表面的极性羟基结构,2种模型均能与HCHO形成较为稳定的氢键结构.其中,孤立硅醇具备更高的原子利用率,而连生硅醇则吸附性能更强(两者相差约0.9 kJ/mol).③连生硅醇在消耗自由基和吸附HCHO方面均具备较好的效果,即天然硅藻土可以通过增加连生硅醇浓度以加强抑制效果.④参考连生硅醇抑制机理,在未来筛选新型抑制剂时,可将表面极性羟基浓度作为评选标准之一.
文献关键词：
硅藻土;瓦斯爆炸;动力学;吸附能
中图分类号：
作者姓名：
何文浩;郝朝瑜;张亚超I;邓存宝;张俭
作者机构：
太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原 030024;中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西西安 710077
文献出处：
引用格式：
[1]何文浩;郝朝瑜;张亚超I;邓存宝;张俭-.硅藻土抑制瓦斯爆炸的微观机理分析)[J].煤炭学报,2022(10):3695-3703
A类：
B类：
硅藻土,瓦斯爆炸,微观机理分析,量子化学,化学理论,过渡态,爆炸机,甲烷氧化,链式反应,醇和,连生,中间产物,HCHO,能垒,反应速率常数,关系说,自由基反应,吸附能,弱相互作用,物理吸附,常见结构,抑制效果,同速率,氢键,吸附性能,kJ,强抑制,抑制机理,表面极性,评选
AB值：
0.284799
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