气肥煤是炼焦煤的主要煤种之一, 研究高硫气肥煤的结构并构建分子结构单元模型, 对气肥煤脱硫提质, 优化炼焦配煤, 节约优质炼焦煤资源具有重要意义。 选择山西高阳矿区高硫气肥煤, 利用FTIR, ¹³C CP/MAS-NMR, XPS等测试分析方法表征煤中碳、 氧、 氮、 硫赋存特征, 结合煤质分析结果, 计算芳香结构、 脂肪结构和杂原子结构参数, 并构建高阳高硫气肥煤分子结构单元模型。 研究结果表明: 与芳环上π电子形成的羟基 π 氢键是高阳高硫气肥煤最主要的羟基结构, 占比为73.20%, 羟基自缔合氢键、 醚氧键与羟基形成的氢键含量较高, 占羟基总量的24.38%, 游离羟基含量仅占2.42%, 煤中缔合结构以多聚体形式为主。 含氧官能团主要以共轭羰基和酚羟基的形式存在, 芳基醚和羧基含量较少。 亚甲基是最主要的脂肪烃结构, 占比为41.85%, 甲基、 次甲基占比分别为29.86和28.29%。 芳香烃结构主要有苯环五取代、 苯环三取代和苯环四取代三种形式, 占比分别为41.42%, 30.65%和19.82%。 芳氢率和芳碳率分别为0.34~0.35和0.73~0.77, 芳核平均结构尺寸X_b为0.43。 煤中噻吩、 (亚)砜、 硫醇(醚)和无机硫含量分别为35.90%, 27.61%, 18.40%和18.09%。 氮主要以吡啶和吡咯结构存在, 质子化吡啶和氮氧化物较少。 通过对煤结构的表征, 设计分子结构单元中有芳香烃碳原子118个, 羧基和羰基共5个, 脂肪烃碳原子35个, 氧、 硫、 氮原子各8、 2、 2个; 根据煤中杂原子结构解析结果, 确定分子结构模型单元中包含噻吩、 亚砜、 吡啶、 吡咯、 酚羟基、 醚氧键等官能团。 以此研究为基础构建分子式为C₁₆₅H₁₂₈O₈N₂S₂的高阳高硫气肥煤分子结构单元模型。