文章摘要:煤炭在我国现阶段一次能源消费中占据主导地位，煤炭清洁高效转化是构建我国清洁低碳、安全高效的能源体系的重要组成部分。通过量子化学能够获悉实验方法难以测定的过渡态电子结构及几何构型等关键信息，从微观层面揭示煤炭热化学转化中有机分子释放、迁移及转化过程，从而为煤炭的清洁利用提供理论指导。本文概述了煤的结构与反应性研究中常用的量子化学计算方法的特点和作用，总结了基于密度泛函理论方法在煤的燃烧污染物脱除、煤气化、煤热解及煤液化等热化学转化机理研究中的应用。重点探讨了煤燃烧中NO_x及重金属污染物的脱除机理、煤焦气化反应的促进机制、煤热解中含氧官能团脱除机理及煤液化中的氢传递机理。目前基于密度泛函理论方法的研究能够有效揭示某种煤、某一方面的性质与其反应中所表现出的特征，但尚缺乏对煤分子结构系统的全面认知，随着相关理论认识的进一步完善，将进一步发挥微观机理研究优势，为煤炭清洁转化利用技术的研究及应用提供指导。

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