图5丨分子模型的反应路径
分析揭示了羟基结构比其他活性基团表现出更高的反应性。研究表明，在343 K之前，煤与氧之间的相互作用通常是物理和化学吸附，煤与氧之间的化学反应有限。
由于煤中存在大量的早生羟基基团，特别是在低变质程度的煤中，因此我们对PZ褐煤在323、343和363 K进行了傅里叶变换红外光谱（FTIR）测试，以分析羟基基团对活性基团反应的影响。
由于煤中存在大量的初生羟基结构，特别是在低变质的煤中，因此我们对PZ褐煤进行了FTIR测试。这里，将343 K视为临界温度点，我们分析了氧对323 K和363 K条件下煤的活性基团反应的影响。
此外，分析了343 K以下羟基结构对煤的活性基团反应的影响。结果显示在图6中。图6显示，在各种条件下，煤中活性结构的吸收峰发生了明显变化。为了定量分析活性结构含量的变化，进行了峰分离以分离实验数据。
我们使用Peakfit软件对红外曲线的面积进行了求和，并计算了活性基团单一吸收峰占整个曲线面积的比例，以有效消除实验过程中，样本和KBr比例不一致引起的峰面积变化。结果显示在图7中。
在煤的FTIR谱中，接近1600 cm-1的芳香族C–C吸收峰反映了煤的芳香有机结构，在低温氧化过程中是稳定的。
图6丨含氧和无氧的傅里叶变换红外（FTIR）光谱
接近1690–1700 cm−1的吸收峰是-COOH的吸收峰，即煤低温氧化的主要活性位点。
接近2824–2858 cm−1的吸收峰是在2700–3000 cm−1的脂肪区域中具有最强低温氧化反应性的活性基团–CH2–的对称拉伸振动吸收峰。
在3000–3600 cm−1的氢键区域，接近3420 cm−1的吸收峰是煤中最丰富的OH–OH氢键吸收峰。
表3是四个功能基团C–C、OH–OH、–COOH和–CH2–的分析结果。
为了更清楚地比较煤中活性结构含量的变化，我们将表3中计算的基团含量比例显示在图8中。图8显示，C–C结构的数量随着温度的升高，在有氧和无氧条件下都显著增加。这一现象可以归因于煤中活性结构的反应以及数量的减少，导致C–C结构的数量比例增加。
表3丨低温氧化作用下煤中官能团含量的变化
表3中的比较比例揭示，氧气条件下煤中C–C结构的含量比原煤高0.09，而在N2条件下的C–C结构含量比原煤高0.06。这一结果表明，在氧气存在的情况下，活性结构的反应数量大于无氧情况下的反应数量。此外，在无氧情况下，煤的活性结构在温度升高时继续反应。
图8显示，在无氧情况下，随着温度的升高，煤中–OH的数量显著减少，这表明煤中的活性结构在低温氧化过程中会发生自反应。
在343 K，–OH的数量分别是在有氧和无氧条件下正常温度（298 K）的0.96和0.97倍，差异为0.01。
