深入理解水在褐煤上的吸附是褐煤干燥提质技术的理论基础之一。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和低温氮吸附/脱附试验分析了褐煤的含氧官能团和孔隙结构，利用水蒸气吸附/脱附试验和分子动力学(MD)模拟探究了水蒸气在褐煤孔隙中的吸附行为。研究结果表明：褐煤样品丰富的含氧官能团和较多的微孔、中孔(孔径主要为2 nm左右)，为水蒸气提供了吸附位点和吸附场所。水蒸气在煤样上的吸附过程可分为三个阶段。第一阶段，相对蒸气压(P/P0)<0.21，水分子直接吸附于含氧官能团上，此时的吸附速度最大；第二阶段(P/P0=0.21–0.71)，水分子与已吸附的水分子相互作用，促使水团簇逐渐生长；第三阶段(P/P0>0.71)，水团簇填充孔隙，并发生毛细凝聚，此时的吸附速度略大于第二阶段。根据Dent模型对水蒸气吸附等温线的拟合结果，吸附类型属于多级吸附，包括初级吸附(第一阶段)和次级吸附(第二、三阶段)。初级吸附能(-48.77 kJ/mol)显著大于水的液化热(EL=-43.99 kJ/mol)，而次级吸附能(-42.28 kJ/mol)只略小于EL，表明吸附于褐煤的水呈液态。水蒸气脱附过程存在明显的脱附迟滞现象，表明水蒸气吸附稳定，较难去除，其中高压迟滞发生在P/P0≈0.4-0.8范围内，主要由毛细凝聚和“墨水瓶”效应引起；而低压迟滞发生在P/P0<0.4范围内，由水分子与含氧官能团间强相互作用引起。MD模拟结果与水蒸气吸附/脱附等温线分析结果一致，水分子优先吸附在孔隙中，与孔隙壁的含氧官能团形成了氢键，并且其扩散系数(2.98×10-5 cm2/s)与液态水的分子扩散系数相近。

0 引 言
1 煤样与试验方法
1.1 试验煤样
1.2 SEM测试
1.3 低温氮吸附/脱附试验
1.4 水蒸气吸附/脱附试验
2 模拟方法
3 结果与讨论
3.1 煤样孔结构特征
3.1.1 表面形貌
3.1.2 孔结构参数
3.2 水蒸气吸附/脱附行为
3.2.1 吸附/脱附等温线
3.2.2 多级吸附参数
3.3 孔隙中水分子动力学特性
3.3.1 水分子浓度分布
3.3.2 径向分布函数
3.3.3 水分子扩散系数
4 结 论