焦煤是重要的工业原料,中国的焦炭产量处于世界第一位。认知煤的分子结构是煤化学领域的重要研究内容,目前还没有被广泛认可的焦煤大分子结构模型。微波加热与传统加热方式不同,在煤炭清洁利用领域有良好的应用前景。但受限于微波设备的研发,915MHz频率微波辐射对煤化学和物理性质影响的研究尚不多见。以山西高硫焦煤为考察对象,解析焦煤的基本结构参数,构建焦煤大分子结构单元模型。利用915MHz微波实验平台对焦煤进行辐射试验,采集不同深度及半焦煤样,表征微波对煤中化学和孔隙结构的影响和作用机理。对优化微波加热工艺,提升煤炭微波脱硫、脱水效率和稳定性具有重要意义。构建的分子式为C₁₆₅H₁₂₈O₈N₂S₂的高阳焦煤大分子结构单元模型中,芳烃碳原子个数为118,脂肪碳原子数为35-44个,结构模型中碳原子总数为165-174个。模型中存在1个噻吩结构,其它硫结构共用1个硫原子。吡啶、吡咯和质子化吡啶结构占用2个氮原子。醚氧键、酚羟基、羰基个数分别为1、2、4。微波辐射后煤中碳、氮、硫结构被氧化,导致煤中羧基含量上升。层间距d₀₀₂、002峰芳香度f_a-XRD和判断石墨化度的I_D1/I_G增大,碳微晶直径L_a与堆叠高度L_c下降,其中,L_a的下降率分别为0.93%、1.45%、1.76%、6.45%和1.04%、1.38%、1.88%、6.51%。吡啶和吡咯氮结构被氧化,造成NO的含量增大,半焦煤中的质子化吡啶和氮氧化物含量分别上比原煤升了4.08%、18.44%。煤中羟基自缔合氢键、醚氧键与羟基形成的氢键含量上升,促进了多聚体的生成。不同辐射深度和半焦煤样的芳碳率和芳氢率升高。半焦煤中的芳香结构以苯环五取代物为主,其它煤样则由苯环的高取代结构向低取代物结构转化。微波辐射能够促成有机硫分子化学键的断裂,并产生了新的含硫产物,其中包括无机硫与噻吩硫。构建了分子式为C₁₅₂H₁₁₂N₂O₈S₂的半焦煤大分子结构单元模型。焦煤中酸性含氧基团,如酚羟基、羧基含量随着微波功率和辐射时间的增大而减小。这一过程中,焦煤比表面积、孔体积的变化规律为“降低—升高—降低”,平均孔径逐渐降低。图49表35参94