煤结构是煤化工的重要研究内容。碳是煤结构的骨架，氧是煤中最丰富的杂原子。研究炼焦煤中碳、氧结构对构建炼焦煤大分子模型，认知炼焦煤结构特征及反应特性，从而提高炼焦煤综合利用水平具有重要意义。通过对山西高阳炼焦煤煤质分析及¹³C 交叉极化/魔角旋转-核磁共振（¹³CCP/MAS-NMR）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）的联合解析，获取煤中芳香结构、脂肪结构、羟基基团、含氧官能团结构特征，以及芳碳率、芳氢率、芳核平均结构尺寸（X_b）等煤结构单元基本参数。研究结果表明，高阳炼焦煤中芳碳率为0.73-0.77，X_b为0.43。苯环五取代、苯环四取代和苯环三取代是高阳煤中主要的芳香烃结构，占比分别为41.42%、30.65%和19.82%。亚甲基是高阳煤中最主要的脂肪烃结构，占比达到41.85%，甲基和次甲基含量分别为29.86%、28.29%，煤中含有较多的烷基侧链和环状脂肪烃。羰基和酚羟基是煤中最主要的含氧官能团，与芳环上π电子形成的羟基 π 氢键占煤中羟基结构的73.20%。在芳香烃碳原子个数为118的高阳炼焦煤分子模型中，脂肪烃碳原子个数为25-32个，其中，甲基碳、亚甲基碳、次甲基碳、羰基和羧基的个数分别为7-8、9-11、6-8、5个。氧原子个数为7个，其中，羰基和酚羟基为6个，醚氧键和有机硫中的砜或者亚砜结构共用1个氧原子。构建高阳炼焦煤精准大分子模型需要有更多的碳、氧原子个数，并且必须对煤中硫、氮等杂原子结构做进一步的分析。