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煤直接液化(DCL)技术是将煤直接转化为液体燃料的洁净煤技术。为提高液化过程高附加值产物含量，需解决液化过程中裂解、加氢速率不匹配问题，因此对裂解速率、加氢速率的准确、定量描述十分重要。针对上述问题，本文首先对已有Fe7S8催化剂进行了优化，分别采用焙烧法和溶剂热法制备了单斜和六方两种晶系Fe7S8，并比较了二者催化活性与结构的关系，优化了催化剂制备工艺；然后根据煤中共价键类型及键能选择了三种模型化合物：二苄基二硫醚、联苄、二苯甲烷，根据三种模型化合物液化反应特性，对联苄的裂解、加氢速率进行了定量表达；最后在不同气氛、不同溶剂、Fe7S8催化剂加入条件下，对煤液化过程中裂解速率和加氢速率进行了描述。结论如下：
(1)采用焙烧法和溶剂热法制备了两种晶系的Fe7S8催化剂，溶剂热法制备的六方晶系Fe7S8褐煤液化效果更优，转化率和油收率较焙烧法制备的Fe7S8分别高3.0%和20.4%；溶剂热法制备六方晶系Fe7S8时，180℃为最佳催化剂制备温度，转化率和油收率分别为92.8%和75.3%；Fe7S8不但促进体系氢自由基的产生，而且使氧元素更多迁移至油品、前沥青烯和沥青烯中；
(2)结合热重-差热、X射线衍射、拉曼光谱考察溶剂热法制备的六方晶系Fe7S8催化剂在升温过程的变化发现：350-550℃时Fe7S8发生分解，失去硫元素，XRD及原位拉曼分析表明催化剂转变为Fe1-xS，表明催化剂在液化升温过程中硫元素流失，液化过程中活性组分为升温阶段产生的Fe1-xS;
(3)以二苄基二硫醚、联苄、二苯甲烷为模型化合物，Fe7S8为催化剂，四氢萘或十氢萘为溶剂的裂解、加氢实验结果表明：在同一温度下，三种模型化合物裂解由易到难为：二苄基二硫醚、联苄、二苯甲烷；联苄液化反应过程中，联苄的裂解速率大于加氢速率，Fe7S8催化剂在不同气氛、溶剂条件下对裂解、加氢速率作用不明显；
(4)不同气氛、溶剂条件下煤直接液化反应过程反应速率常数计算结果表明，PAA裂解加氢过程速率最快，生成液化油与气体、PAA的裂解加氢过程速率较慢；供氢溶剂、H2气氛对液化过程中裂解、加氢速率都有所促进，对褐煤裂解加氢生成油、气体的裂解加氢过程促进作用最明显；催化剂设计的目标是增加液化反应体系氢自由基浓度，提高裂解反应产生的自由基碎片的加氢速率。
(1)采用焙烧法和溶剂热法制备了两种晶系的Fe7S8催化剂，溶剂热法制备的六方晶系Fe7S8褐煤液化效果更优，转化率和油收率较焙烧法制备的Fe7S8分别高3.0%和20.4%；溶剂热法制备六方晶系Fe7S8时，180℃为最佳催化剂制备温度，转化率和油收率分别为92.8%和75.3%；Fe7S8不但促进体系氢自由基的产生，而且使氧元素更多迁移至油品、前沥青烯和沥青烯中；
(2)结合热重-差热、X射线衍射、拉曼光谱考察溶剂热法制备的六方晶系Fe7S8催化剂在升温过程的变化发现：350-550℃时Fe7S8发生分解，失去硫元素，XRD及原位拉曼分析表明催化剂转变为Fe1-xS，表明催化剂在液化升温过程中硫元素流失，液化过程中活性组分为升温阶段产生的Fe1-xS;
(3)以二苄基二硫醚、联苄、二苯甲烷为模型化合物，Fe7S8为催化剂，四氢萘或十氢萘为溶剂的裂解、加氢实验结果表明：在同一温度下，三种模型化合物裂解由易到难为：二苄基二硫醚、联苄、二苯甲烷；联苄液化反应过程中，联苄的裂解速率大于加氢速率，Fe7S8催化剂在不同气氛、溶剂条件下对裂解、加氢速率作用不明显；
(4)不同气氛、溶剂条件下煤直接液化反应过程反应速率常数计算结果表明，PAA裂解加氢过程速率最快，生成液化油与气体、PAA的裂解加氢过程速率较慢；供氢溶剂、H2气氛对液化过程中裂解、加氢速率都有所促进，对褐煤裂解加氢生成油、气体的裂解加氢过程促进作用最明显；催化剂设计的目标是增加液化反应体系氢自由基浓度，提高裂解反应产生的自由基碎片的加氢速率。