用户前沿丨中国石油大学（华东）田原宇：从分子水平深入理解煤中 C-S 键快速热解自由基反应调控机理！

作为三大化石能源之一，煤炭在全球能源结构中占有重要地位。然而，煤炭的粗放利用造成了严重的污染。硫元素作为煤炭中的主要污染元素，不仅会导致大气污染，还会使焦炭含硫，使铁产生热脆，严重影响生铁的质量。目前的低阶煤燃烧只利用了煤的燃料特性，不仅造成了煤分子中大部分有用成分的浪费和经济损失，还将部分资源转化为污染排放。煤的结构和反应性是煤化学的核心问题，也是煤清洁高效利用的重大科学挑战。煤炭可以通过气化、液化、焦化等多种方式进行利用，而热解是这些过程的必经之路。如何识别和分析原煤热解过程中 S 原子的变化，对于去除产品中的硫和减少空气污染具有重要意义。

在以往的研究中，热解机理的确定仅基于对热解产物的推测，缺乏理论依据和实验证明过程。因此田教授团队选择了二苄基硫醚作为典型的模型化合物，通过量子化学计算和供氢溶剂捕集实验阐明了热解过程中 C-S 的自由基反应机理。还探讨了快速热解温度、加热速率和停留时间等外部因素对含 S 自由基的调控作用。最后，在原煤上验证了自由基调制理论的普适性。本研究将自由基捕获实验与量子化学计算相结合，在分子水平上剖析了 C-S 键的自由基反应历程。图1展示了整个实验的流程。

图1 实验流程

图2 部分实验结果展示

《https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.134630》

赛里安--名门之后,经典传承