煤炭洗选是洁净煤技术的基础，就细粒煤分选而言，浮选是最有效的分选方法。浮选效果与浮选药剂的选择和使用有很大关系，高效合理的浮选药剂能灵活地控制浮选过程，提高经济效益。浮选药剂分子结构与性能关系的研究，是开发高效新药剂的前提。量子化学计算方法为研究浮选机理和设计新型浮选剂提供了一个良好的平台。论文采用量子化学计算Gaussian软件建立了不同结构的烃类捕收剂(烷烃、烯烃、芳烃)的结构模型，采用密度泛函理论（DFT），在B3LYP/6-311G水平上对三类捕收剂的几何构型、净电荷、前线分子轨道构成等电子结构参数，以及烃类捕收剂与煤的吸附能等进行了计算，从量子化学角度揭示了煤与药剂的作用机理，并通过润湿热的测量和单元浮选试验对计算结果进行验证。以大同煤为研究对象，通过工业分析、红外光谱分析、XPS分析等研究了煤样性质，结果表明：煤样为变质程度较低的弱粘煤，表面O元素的含量较高，主要以-OH的形式存在。基于煤样性质，选取次烟煤的结构单元模型进行量子化学计算。选取碳原子数为12、14、16的烷烃、烯烃和芳烃类捕收剂为研究对象，采用量子化学计算Gaussian软件建立其结构模型，计算了它们的几何构型、净电荷、前沿分子轨道构成等电子结构参数。结果表明：同系列烃类捕收剂，碳链长度对其性能的影响不明显。不同结构烃类捕收剂，电荷分布、键长、键角等有一定的差距，导致其性质有所不同；前线轨道能隙ΔELUMO－HOMO按烷烃、烯烃和芳烃依次减小，可以初步判断其反应活性为：烷烃＜烯烃＜芳烃。采用量子化学计算Material Studio软件计算了煤与几种烃类捕收剂相互作用的吸附能。结果表明：烃类捕收剂与煤作用的吸附能均小于84kJ/mol，因此烃类捕收剂在次烟煤表面的吸附过程为物理吸附。吸附能越大，药剂与煤表面的作用越强，不同结构烃类捕收剂吸附能大小依次为：芳烃＞烯烃＞烷烃。吸附过程中产生的吸附热反映了捕收剂与矿物作用的强弱，采用C80微量热仪测定了不同捕收剂与煤作用的润湿热，结果表明煤与烃类捕收剂润湿热的大小依次为：芳烃＞烯烃＞烷烃。通过不同捕收剂用量的单元浮选试验，得到了精煤产率、精煤灰分、可燃体回收率、浮选完善度等浮选指标。结果表明：在药剂用量相同条件下，精煤产率、可燃体回收率、浮选完善的大小依次为：芳烃＞烯烃＞烷烃。C80微量热仪对捕收剂与煤作用的润湿热测定以及煤泥浮选试验结果均表明：碳原子数相同的不同结构烃类捕收剂的捕收性能为芳烃＞烯烃＞烷烃，但是同系列药剂中，碳原子数增加，药剂粘度增大，在矿浆中分散度降低，浮选效果变差，受药剂粘度的影响，同系列捕收剂浮选试验中，药剂性质随碳原子数呈相反规律。量子化学计算与试验相结合的研究方法，为煤泥浮选药剂的研究与开发提供了新的技术途径。