图8丨组内容的比例图
在363 K，–OH的数量分别是原煤的0.92和0.84倍，差异为0.08。这一现象可以归因于343 K之前煤与氧的低反应速率，以及通常发生在煤中的活性结构的自反应。
在363 K之后，煤与氧的反应速率增加，–OH的反应加速，导致了在有氧和无氧条件下煤中–OH含量的较大差异。
图8显示，–COOH和–CH2–的数量随温度的升高，在有氧和无氧条件下的变化趋势与–OH一致。由于煤中存在大量的早生–OH结构，其他活性基团的数量级远低于–OH。
图9-ab丨分子模型反应路径的静电势
结合此前分析的活性基团的反应性，煤在低温条件下的活性结构反应受到–OH结构的显著影响。与343 K之前有氧和无氧条件下每个基团数量的变化相比，活性基团的自反应过程在煤的低温氧化中起着关键作用。
在化学反应中，亲电反应的活性位点是由HOMO覆盖的原子，而亲核反应的活性位点是由LUMO轨道覆盖的原子，亲核试剂最有可能攻击LUMO上电荷密度最大的原子。氧是一种亲核试剂。
在与煤反应时，煤分子中LUMO上电荷密度最大的原子会首先受到攻击。
通过比较表5中的前线轨道，可以看出在羟基自由基的氢提取反应和置换反应中，煤中Y1和J1结构的活性基团的亲核活性位点增加，促进了乙基和甲基活性基团的反应。
图9-cd丨分子模型反应路径的静电势
羧基团模型的前线轨道显示，S2和S4结构的LUMO值从S1的-0.05769 eV变为-0.07498和-0.07812 eV。LUMO值的降低有助于电子填充在最大的LUMO轨道（C3-C11）上，从而促使其键断裂并形成CO2。
Q4的LUMO值低于Q1，LUMO轨道上C2–C11的电子云密度显著增加，从而促进了键断裂。前线轨道显示，F2和F3的活性位点没有显著变化，但它们的能隙值减小，表明苯环结构的反应性发生了显著变化，羟基结构提高了苯环的反应性。
F4和F5通过置换反应形成的亲核位点增加，加速了酚羟基结构的反应。在C1结构的反应之后，产生的结构的活性位点没有显著变化，能隙值降低，反应活性增加。
图9-ef丨分子模型反应路径的静电势
总结本研究通过实验和模拟分析，深入探讨了羟基自由基在煤中六种活性基团反应性中的影响。
研究发现，醇羟基结构在煤中具有最强的反应活性，并且反应过程中产生的羟基自由基能够促进其他活性结构的反应。
羟基自由基引发的氢提取反应增强了乙基、甲基和醇羟基结构的亲核反应能力，同时也激活了与酚羟基相关的苯环结构。置换反应改变了结构的电子云密度，调整了羧基和醛基结构之间的C–C键，增加了苯环的长度，进一步提升了脱羧和脱醛的反应能力。
