由于煤化学吸附O2的过程是煤氧化反应的初始阶段,可通过抑制煤对O2的吸附来抑制煤的氧化自燃.应用Gaussian 03程序,采用密度泛函（DFT）方法,在B3LYP/6-31G（d,p）水平下研究分析Zn2+与煤中α位醛基结构的作用机理,并以活化能为指标表征Zn2+抑控煤中α位醛基结构氧化的效果,为煤炭自燃的阻化技术研究奠定基础.由计算结果可知,Zn2+的sp0.02d0.02轨道与C10H7CHO结构的20O原子的sp12.20d0.01轨道杂化形成σZn-O配位共价键,此配位共价键的二阶稳定化能为131.84kJ/mol.当C10H7CHO结构氧化时,首先O2分子被物理吸附在—CHO基上,形成复合物complexⅠ,并释放30.86kJ/mol的能量,然后复合物complexⅠ的分子间发生化学作用,导致O2分子被化学吸附在—CHO基上,所需活化能为Ea=66.87kJ/mol;当煤中的活性α位醛基与Zn2+形成[ZnOHCC10H7]2+配合物后,—CHO基物理吸附O2分子释放的能量减少了19.38kJ/mol,且化学吸附所需活化能增加了52.34kJ/mol.因此,Zn2+对煤中α位醛基氧化具有明显的控制作用.

国家自然科学基金资助项目(51274112,51174108)；国家科技支撑计划项目(2013BAK06B07)；