使用FTT锥形量热仪对烟煤和烟煤-[Bmim][NO3]（1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐）混合物进行燃烧性能测试,并结合分子反应动力学方法（ReaxFF）分析1 200 K,1 600 K,1 800 K和2 200 K四个温度条件下[Bmim][NO3]与煤的化学反应过程。实验结果表明:[Bmim][NO3]的添加会使体系达到热释放速率（HRR）峰值的时间提前,即促进烟煤的氧化燃烧反应。模拟结果表明:当模拟温度为1 200 K时,仅产生了少量H2O和NO2;当模拟温度升高至1 600 K时,开始产生小分子烷烃、CO和CO2,但数目较少且产生时间延后;当模拟温度继续升高至1 800 K时,开始产生少量的H2等气体无机物,CO与CO2的数目较1 600 K时增加一倍,且初次出现时间提前约100 ps;当模拟温度为2 200 K时,反应物中的N元素转化为NH3和HCN,CO数目继续增加,CO2数目逐渐降低。总体来看,温度较低时反应过程主要受[NO3]-影响,[NO3]-通过与煤分子中羧基反应使煤分子脱氢形成得电子结构,从而易于发生分解反应;当温度继续升高,[Bmim]+开始显著参与反应过程,[Bmim]+热解产生的自由基与煤分子发生反应,生成大量NH3和HCN,从而会对人体和环境造成危害。

国家自然科学基金资助项目（51874124,52074108）；河南省科技攻关项目（212102310007）；

0 引 言
1 热重分析与FTT锥形量热仪实验
1.1 热重分析
1.2 FTT锥形量热仪实验
1.3 实验数据分析
2 煤-[Bmim][NO3]体系反应分子动力学(ReaxFF)模拟
2.1 ReaxFF反应力场
2.2 计算模型的构建和计算
3 结果与讨论
3.1 反应路径统计与分析
3.2 [Bmim][NO3]与煤的反应产物分析
3.2.1 CO/CO2
3.2.2 HCN/NH3
4 结 论

王兰云,刘真,徐永亮,李瑶,王燕.基于反应分子动力学的1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐与煤反应机理研究[J].煤炭转化,2022,45(02):9-20.DOI:10.19726/j.cnki.ebcc.202202002.