为了研究惰气氛围对煤中活性基团氧化的影响规律及惰化机理，以水峪（SY）烟煤和模型化合物为研究对象，采用程序升温和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）实验与量子化学计算相结合的方法，从实验和模拟两方面比较惰气对煤中不同活性基团氧化抑制效果的差异，并揭示CO2和N2对煤中活性基团与O2反应的惰化机理。结果表明，CO2相比N2能更加有效地惰化煤中活性官能团的氧化反应，减少煤中含氧官能团的生成。温度越高，两种气氛对活性基团氧化反应的惰化效果越趋于一致，两种气氛对含氧官能团氧化过程的惰化效果差异较大，对脂肪烃氧化过程的惰化效果差异较小。CO2和N2均会降低基团中活性H原子的反应活性，改变个别活性基团亲核反应活性位点的位置，并且CO2降低活性H原子反应活性的效果比N2更显著。其中，N2对烷烃与O2发生化学吸附的影响较大，而CO2对含氧官能团与O2发生化学吸附的影响较大。两种气氛无论是抑制还是促进活性基团的氧化反应，CO2与活性基团相互作用后的体系发生氧化反应的可能性相比于N2均更低，放热量均更小。惰气种类对含氧官能团与O2发生化学吸附和氧化反应的影响较为显著，对脂肪烃的影响较小。因此，CO2和N2对煤自燃惰化效果的差异与煤中官能团的种类和温度密切相关，在煤矿井下惰性气体防火技术中，应根据煤中官能团的种类、组成和现场温度综合评定惰气种类。

1 实验及理论计算方法
1.1 煤样品采集和处理
1.2 活性基团模型化合物的制备
1.3 低温氧化实验
1.4 FT-IR实验
1.5 量子化学计算
2 实验和计算结果分析
2.1 惰气氛围对煤中活性官能团的影响
2.2 惰气氛围对不同活性基团的影响
2.3 惰气氛围对化学吸附的影响
2.3.1 局部亲核指数
2.3.2 全局亲核指数
2.4 惰气氛围对氧化反应的影响
2和N2惰化煤氧化反应的机理'>3 CO2和N2惰化煤氧化反应的机理
4 结 论

高飞,白企慧,周西华,等.惰气氛围影响煤中活性基团氧化反应的实验和模拟研究[J/OL].煤炭学报,1-13[2024-12-13].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1032.