浮游选矿是实现细粒煤分离提质、减少燃煤污染的重要手段。在煤泥浮选过程中,捕收剂作为有效调控煤泥浮选效果的药剂,受到了广泛关注。捕收剂的种类及用量是影响浮选效果好坏的重要因素。捕收剂在煤颗粒表面的吸附特性又取决于煤颗粒（有机质和无机矿物）的表面性质。煤颗粒表面性质决定了捕收剂的结构及其在煤表面的作用规律。因此,研究不同捕收剂与不同煤颗粒表面之间的相互作用机理,对指导浮选捕收剂的靶向选择及设计具有重要的理论指导意义。本文以补连塔长焰煤（BLT）、公乌素烟煤（GWS）、黄岩汇无烟煤（HYH）三种不同变质程度的煤为研究对象,利用现代测试手段,对三种煤样结构进行试验分析,构建三种不同变质程度煤和高岭石的化学结构模型;在此基础上,运用量子化学和分子动力学的方法,对三种煤、高岭石的表面性质及不同结构捕收剂的性质进行量化表征;对捕收剂与三种煤表面的吸附作用机理从分子、电子等微观层面进行揭示;最后,通过浮选试验对模拟结果进行验证。基于以上研究,可以得到的主要结论如下:（1）采用固体13C核磁共振分析(13C NMR)、X-射线光电子能谱（XPS）、以及X-射线衍射（XRD）对三种不同变质程度煤的物理化学性质进行了分析,构建出煤的平面结构模型,利用ACD/predictor计算核磁谱图与实验有着良好的吻合效果,以此构建出的平面结构模型为基础,依据MALD-TOF-MS确定的小分子片段质量分布,利用分子动力学方法构建出有着一定质量分布的3D结构模型,分子式分别为C3087H2564N42O609,C4136H3350N22O176S44,C3880H2744N40O100。构建的3D结构模型与实验所测的元素含量及模拟密度均有着较高的吻合程度。（2）采用密度泛函理论对六种捕收剂的极性及煤表面含氧官能团的亲水性进行了模拟,捕收剂极性大小顺序为油酸>十二醇>十二醛>十二酸甲酯>壬基苯>十二烷,煤表面含氧官能团亲水性从大到小为羧基、羟基、羰基及醚键。（3）对比了水分子与捕收剂分子在煤表面含氧官能团的作用能量大小顺序为酸>醇>酯>醛>水>苯>烷,这说明有着含氧官能团的捕收剂能够突破水层在煤表面的含氧官能团上吸附,苯和烷则难以突破水层在煤表面含氧官能团上吸附。随着煤的芳香结构的增加,苯及丙烷在煤含氧结构单元的吸附能随之增加,水分子及其他类型捕收剂则与煤结构之间的吸附能随之整体减小。（4）酸类及醇类捕收剂能够通过氢键作用突破水层吸附在高岭石（001）面上。酸、醇、醛及酯类捕收剂均能突破水层吸附到高岭石（001）上,苯及烷类捕收剂则难以突破高岭石（001）表面的水层。（5）根据分子动力学模拟确定,BLT长焰煤对水分子的界面效应最强,其次是HYH煤,GWS煤最弱。酯及醛类捕收剂吸附到BLT煤表面吸附平衡后,其极性头基均匀吸附到煤表面各官能团上,疏水尾端朝外增强了表面疏水性。醇及酸类捕收剂则聚集到煤表面的-COOH及-OH附近,使煤表面的-C=O及-O-暴露于水相中,且有少部分极性头基偏转向水相,使疏水改性效果减弱。苯及烷则难以在煤表面扩散,在各官能团上没有明显的聚集,有着最低的疏水改性效果。（6）随着煤的变质程度增加,酸、醇、醛类捕收剂极性头基向水相中的偏移程度逐渐增强,疏水改性效果逐渐减弱,苯类及烷类捕收剂疏水改性效果逐渐增加,酯类捕收剂一直有着最好的疏水改性效果。（7）高岭石表面的分子动力学研究表明:油酸分子的吸附大为降低了高岭石（001）面的亲水性,其次是十二醇分子,苯、烷、醛及酯类捕收剂均难以突破表面水层吸附到高岭石（001）面。苯及烷类捕收剂不会影响高岭石（001）面的亲水性,其他捕收剂则会降低高岭石（001）面的亲水性,降低程度从低到高分别是酯、醛、醇、酸。（8）通过黏附效率及浮选试验对模拟结果进行试验验证,试验结果与模拟结果相一致。六种捕收剂对BLT低密度脱灰煤样的疏水增强效果:酯>醛>烷>苯>醇>酸>煤,对GWS煤及HYH煤表面的疏水性程度:酯>醛>烷>苯>煤>醇>酸。捕收剂吸附到高密度级煤样后,六种捕收剂对三种不同变质程度煤的静水黏附角从大到小分别为酸、醇、醛、酯,苯及烷,苯及烷类捕收剂有着最强的选择性。（9）六种捕收剂对BLT煤浮选的作用效果从高到低为酯、醛、醇、酸、烷及苯。对GWS煤及HYH浮选的作用效果相同为酯>醛>烷>苯>醇>酸。